自旋 - 轨道耦合在 IrO$_2$ 电子结构中的作用
材料科学
2018-06-13 v3
摘要
电子电荷、自旋和轨道自由度之间微妙的相互作用是过渡金属氧化物家族中许多新颖现象的核心。在此，通过结合高分辨率角分辨光电子能谱和第一性原理计算（包含和不包含自旋 - 轨道耦合），研究了金红石型二元铱酸盐 IrO 的电子结构。对在高质量单晶样品上测量的电子能带的详细研究，以及使用广泛的光子能量范围，提供了比以往研究巨大的改进。理论与实验结果之间的极好一致性表明，IrO 能带结构的单粒子 DFT 描述是充分的，无需 invoking 任何关联效应的处理。尽管许多观测特征指向电子结构的 3D 性质，但也揭示了清晰的表面效应。对穿过费米能级的相关能带的轨道特征的讨论，阐明了该材料中自旋 - 轨道耦合驱动的现象，揭示了一种自旋 - 轨道诱导的避免交叉，这一特性可能在其巨大的自旋霍尔效应中起关键作用。
引用
@article{arxiv.1707.01624,
title = {The role of spin-orbit coupling in the electronic structure of IrO$_2$},
author = {Pranab Kumar Das and Jagoda Sławińska and Ivana Vobornik and Jun Fujii and Anna Regoutz and Juhan M. Kahk and David O. Scanlon and Benjamin J. Morgan and Cormac McGuinness and Evegeny Plekhanov and Domenico Di Sante and Ying-Sheng Huang and Ruei-San Chen and Giorgio Rossi and Silvia Picozzi and William R. Branford and Giancarlo Panaccione and David J. Payne},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.01624},
year = {2018}
}