Dirac Honeycomb 磁性材料 CoTiO$_3$ 中的自旋轨道-晶格耦合与声子泡克效应
强关联电子
2024-12-12 v1
摘要
电子自旋和轨道自由度的纠缠常常是凝聚态系统中新现象的前兆。具有较大自旋轨道耦合强度的 Co 原子位于六方晶格上，为研究新型磁性基态提供了可行平台。通过温度依赖的拉曼光谱和高磁场拉曼和红外(IR)光谱，我们研究了 CoTiO（一种呈抗磁性材料，具有能斯特拉劳修正的磁性 Dirac 跨越）中的晶格和自旋轨道激发。在沿晶体 轴施加最高达 22 T 的外部磁场后，我们观察到自旋轨道激发和能源附近声子的分裂。通过密度泛函理论(DFT)，我们鉴定出若干新型模式，在抗磁性(AM)相变以下由于 Brillouin 区折叠（由磁性单元单元的加倍导致）而变为拉曼活性。我们构建的模型包含 Co离子的自旋和轨道自由度，用以解释自旋轨道激发能及其在外加场中的行为。我们的实验观察以及若干模型行为偏差指向自旋轨道与晶格激发之间存在显著耦合。
引用
@article{arxiv.2412.07913,
title = {Spin-Orbital-Lattice Coupling and the Phonon Zeeman Effect in the Dirac Honeycomb Magnet CoTiO$_3$},
author = {Thuc T. Mai and Yufei Li and K. F. Garrity and D. Shaw and T. DeLazzer and R. L. Dally and T. Adel and M. F. Muñoz and 1 A. Giovannone and C. Lyon and A. Pawbake and C. Faugeras and F. Le Mardele and M. Orlita and J. R. Simpson and K. Ross and R. Valdés Aguilar and A. R. Hight Walker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07913},
year = {2024}
}