Cd2Os2O7 中自旋轨道耦合对自旋-声子耦合的影响
材料科学
2020-11-05 v1 强关联电子
摘要
自旋轨道耦合（SOC）对于理解 5d 过渡金属化合物的性质至关重要，其 SOC 值较大且几乎与其他关键参数相当。过去几年中，针对具有大 SOC 的材料的电子能带、磁性和自旋轨道纠缠的 SOC 驱动效应已有大量研究。然而，SOC 如何影响晶格动力学的研究较少，仍是一个未解决的问题。因此，我们利用非弹性 X 射线散射（IXS）测量了 5d 烧绿石 Cd2Os2O7 在整个布里渊区的声子谱，以解决该问题。我们的主要发现是在 227 K 的金属-绝缘体相变处测得的声子谱中存在明显的模式依赖性。我们通过第一性原理计算考察了晶格动力学及其自旋-声子（SP）耦合的 SOC 强度依赖性。我们在 100 K 下获取的实验数据与采用优化 U = 2.0 eV 并包含 SOC 的理论结果吻合良好。通过在 DFT 计算中缩放 SOC 强度和 U 值，我们证明相较于 U，SOC 更能解释观测到的随温度变化的模式依赖性声子能量偏移。此外，声子能量的温度依赖性可通过缩放 SOC 得到有效描述。我们的工作提供了明确证据，表明 SOC 对 Cd2Os2O7 的晶格动力学及其 SP 耦合产生了不可忽略的重要影响。
引用
@article{arxiv.2010.10684,
title = {Spin-orbit coupling effects on spin-phonon coupling in Cd2Os2O7},
author = {Taehun Kim and Choong H. Kim and Jaehong Jeong and Pyeongjae Park and Kisoo Park and Ki Hoon Lee and Jonathan C. Leiner and Daisuke Ishikawa and Alfred Q. R. Baron and Zenji Hiroi and Je-Geun Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.10684},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 5 figures, accepted for publication at Rapid Communication in Physical Review B