$t_{2g}$ 半满壳层中的自旋轨道耦合：$5d^3$ K$_2$ReCl$_6$ 的情形

在 LS 耦合下，$t_{2g}^3$ 构型的半满 $t_{2g}$ 壳层通常具有 S = 3/2 的轨道矩猝灭基态。该态无扬-泰勒活性。曾预测足够大的自旋轨道耦合 $\zeta$ 会通过混入轨道矩改变这一图像，从而产生显著的扬-泰勒畸变。在 $5d^3$ K$_2$ReCl$_6$ 中，我们利用共振非弹性 X 射线散射（RIXS）和光学光谱研究了电子激发。我们观察到 2 eV 以下的现场内 $t_{2g}$ 激发及相邻位点上两个内 $t_{2g}$ 激发的对应泛音、2.7 eV 处的莫特能隙、3 eV 以上的 $t_{2g}$-到-$e_g$ 激发，以及更高能量的电荷转移激发。内 $t_{2g}$ 激发能量是 $\zeta$ 和洪德耦合 $J_H$ 的灵敏量度。$\zeta \approx$ 0.29 eV 的较大值将 K$_2$ReCl$_6$ 置于中间耦合区，但 $\zeta/J_H \approx 0.6$ 尚不足以驱动明显的扬-泰勒效应。我们在 Kanamori 图像中讨论基态波函数，发现 S = 3/2 多重态仍承载约 97% 的权重。然而，轨道矩的有限混入允许微妙效应存在。我们讨论了光学数据的小温度诱导变化，并发现结构相变以下约 3 meV 处基态降低的证据。