电子掺杂铱氧化物中反铁磁态的稳定性

诸如 Sr$_2$IrO$_4$ 的铱氧化物因由大自旋轨道耦合驱动的莫特绝缘态而形成而备受关注。然而，与长谷川定理的预期相反——该定理认为在大U极限下单个掺杂空穴或电子会破坏半满Hubbard模型的反铁磁（AFM）态——反铁磁性在掺杂铱氧化物中于超过半填充的较大掺杂浓度下依然持续。通过对平方晶格上相关的 J$_{\rm eff}$ = 1/2 态采用第三近邻（$t_1$、$t_2$、$t_3$、$U$）Hubbard模型的紧束缚描述，我们考察了强耦合极限下AFM态相对于自旋螺旋态形成的稳定性。第三近邻相互作用 $t_3$ 对于描述电子掺杂系统的费米面十分重要。在参数空间中获得了AFM态稳定区域的相图。我们的结果定性地解释了在许多实验中观察到的电子掺杂铱氧化物（如 Sr$_{2-x}$La$_x$IrO$_4$）中AFM态的鲁棒性，其中AFM态一直保持稳定直至临界掺杂浓度。