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利用椭偏光谱研究 Ti 掺杂 Ca2RuO4 中的自旋轨道耦合与晶体场分裂

强关联电子 2023-09-25 v1

摘要

在 Ca2RuO4 中,自旋轨道耦合 ζ\zeta 与四方晶体场分裂 ΔCF\Delta_{CF} 的竞争已争议多年。轨道占据取决于 ΔCF/ζ\Delta_{CF}/\zeta,这使我们可通过最低层间 Mott-Hubbard 激发的光谱权重来探讨该比值。我们利用小 Ti 浓度下可生长的大块单晶,通过椭偏光谱研究了 Ca2_2Ru0.99_{0.99}Ti0.01_{0.01}O4_4 在 0.75 - 5 eV 范围内的光学电导率。基于局域多重态计算,我们的分析在 15 K 下得出 2.4ΔCF/ζ42.4 \leq \Delta_{CF}/\zeta \leq 4。主导的晶体场产生接近 xy 轨道序的基态,但自旋轨道耦合对于性质的定量描述至关重要。此外,我们观察到 ΔCF\Delta_{CF} 随温度升高而显著降低,这与八面体畸变减弱的预期一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.13651,
  title  = {Spin-orbit coupling and crystal-field splitting in Ti-doped Ca2RuO4 studied by ellipsometry},
  author = {I. Vergara and M. Magnaterra and J. Attig and S. Kunkemöller and D. I. Khomskii and M. Braden and M. Hermanns and M. Grüninger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.13651},
  year   = {2023}
}

备注

12 pages, 10 figures