手性电极化结构中的共振X射线衍射
介观与纳米尺度物理
2018-10-17 v1
摘要
PbTiO/SrTiO超晶格的异质结构已显示出“极化涡旋”的形成，其中铁电极化发生连续旋转。最近，Shafer等人[Proc. Natl. Acad. Sci. (PNAS) {\bf{115}}, 915 (2018)]报道了在此类超晶格的Ti 边共振软X射线衍射中观察到强烈的非磁性圆二色性(CD)。作者将CD归因于极化矢量的手性旋转。然而，极化矢量对宇称偶的电偶极跃迁是不可见的，而后者主导软X射线区域的吸收。在Templeton-Templeton散射中找到了对所观测效应的一种现实的非磁性解释。循此路径，我们表明布拉格衍射中CD的起源是这些异质结构中形成的电荷四极矩的手性阵列。虽然Ti的球对称价态中不存在电荷四极矩，但已知Ti 共振处的激发态具有四极矩。我们给出的圆偏振X射线共振增强衍射中卫星布拉格斑强度的表达式（包括其谐波成分）解释了Shafer等人报道的所有观测结果。我们预测了手性超晶格二次谐波的布拉格斑强度以及由非偏振X射线产生的圆偏振，以便我们通过现有衍射数据成功给出的解释可通过新的实验研究进一步检验。对手性偶极排列理解的加深可能为可切换的光学偏振打开大门。
引用
@article{arxiv.1808.04204,
title = {Resonant x-ray diffraction from chiral electric-polarization structures},
author = {Stephen W. Lovesey and Gerrit van der Laan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.04204},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 2 figures