绝缘铜氧化物中各向异性超交换理论

使用Moriya的方法[T. Moriya, {\it Phys. Rev.}~{\bf 120} 91, (1960)]计算了铜氧化物超导体两种绝缘母体化合物的超交换的自旋-轨道修正：(1) La$_{2-x}$Nd$_x$CuO$_4$，其中形成每个Cu-O层的CuO$_6$八面体围绕一个依赖于$x$和温度的轴以交错方式倾斜；(2) YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$ ($x \alt 0.4$)，其中Cu-O层形成CuO$_2$-Y-CuO$_2$双层，面内O$^{2-}$离子均匀地向Y$^{3+}$层位移。对于(1)，推导了一个简单公式，用于计算每个Cu-O层中的弱铁磁矩作为倾斜轴和倾斜幅度的函数。对于(2)，表明超交换的各向异性修正与先前假设的不同。对于正确的自旋哈密顿量，Cu自旋位于平面内的经典Néel态在单个Cu-O层中是不稳定的，但当考虑双层时，存在一个层间交换耦合的临界值，可以稳定该态。对于(1)和(2)两种情况，计算了自旋波谱，并表明与实验吻合良好。