强自旋轨道耦合铱酸盐钙钛矿中的 Slater 绝缘体
强关联电子
2017-10-05 v2
摘要
钙钛矿 SrIrO3 是一种奇特的窄带金属，源于自旋轨道耦合 (SOC) 与电子-电子关联的共同作用。已有研究提出，通过调节 SOC、Hubbard 相互作用和/或晶格对称性，可以实现拓扑和磁性绝缘体相。本文报道，在高压合成的 SrIr1-xSnxO3 钙钛矿中，用非磁性、同价态的 Sn4+ 替代 Ir4+，导致在 TN > 225 K 时发生金属-绝缘体转变，进入反铁磁 (AF) 相。X 射线衍射检测到的晶胞体积连续变化，以及冷却通过 TN 时比热的 λ 型转变，表明该金属-绝缘体转变为二级相变。中子粉末衍射结果表明，Sn 替代增大了八面体位置畸变，降低了 SOC 相对于自旋-自旋交换相互作用的强度，并导致在 TN 以下出现 G 型 AF 自旋有序。高温磁化率测量显示了 Sn 替代样品中顺磁相磁耦合的演化，这是弱巡游电子磁性学的典型特征。磁有序相中结构对称性的降低导致在 TN 以下布里渊区边界处打开电子能隙，其机制与 Slater 所提出的相同。
引用
@article{arxiv.1710.00304,
title = {Slater Insulator in Iridate Perovskites with Strong Spin-Orbit Coupling},
author = {Q. Cui and J. -G. Cheng and W. Fan and A. E. Taylor and S. Calder and M. A. McGuire and J. -Q. Yan and D. Meyers and X. Li and Y. Q. Cai and Y. Y. Jiao and Y. Choi and D. Haskel and H. Gotou and Y. Uwatoko and J. Chakhalian and A. D. Christianson and S. Yunoki and J. B. Goodenough and J. -S. Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.00304},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 4 figures