$d^3$ Mott 绝缘体中单离子各向异性的理论分析
强关联电子
2022-08-05 v3
摘要
Mott 绝缘体的有效自旋模型由磁位点、电子填充及其相互作用所涉及的对称性决定。此类自旋哈密顿量提供了超出海森堡模型的磁序与磁各向异性机制的洞见。对于大于 1/2 的自旋矩 S，原则上允许单离子各向异性。然而，对于具有大立方晶体场分裂的 Mott 绝缘体，尽管存在 S = 3/2 的局域矩，在 LS 耦合内单离子各向异性却不存在。另一方面，已有关于 材料中偏好磁矩方向的报道，这需要进一步的理论研究。此处我们利用强耦合微扰理论推导单离子各向异性相互作用。考虑了包含 轨道的立方晶体场分裂、三角畸变、洪德耦合以及 LS 方案之外的自旋轨道耦合。对于压缩畸变，磁位点的自旋轨道耦合可偏好易轴或易面，而阴离子的自旋轨道耦合导致易轴各向异性。我们将该理论应用于 X = Cl 和 I 的 ，并展示了单离子各向异性对磁位点与阴离子位点自旋轨道耦合强度的依赖。还讨论了单离子各向异性在理想二维磁体中的意义。
引用
@article{arxiv.2203.08836,
title = {Theoretical analysis of single-ion anisotropy in $d^3$ Mott insulators},
author = {Xiaoyu Liu and Derek Churchill and Hae-Young Kee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.08836},
year = {2022}
}