自旋轨道耦合驱动的 Mott 绝缘体 Ba3MIr2O9 (M=Sc,Y) 中的非常规磁性
强关联电子
2014-05-06 v1
摘要
我们对六方氧化物 Ba3MIr2O9 (M=Sc,Y) 进行了详细的体测量和局域探针研究，其中 Ir 预期具有 +4.5 的非整数氧化态。在该结构中，Ir-Ir 二聚体排列成平行于 ab 平面的共边三角网络。虽然磁化率数据中仅显示出微弱的异常，但热容数据中存在更明显的异常。我们的 45Sc 核磁共振 (NMR) 线形（一级四极分裂）在室温下是对称的，但随着温度降低逐渐变得不对称。这表明结构中存在畸变，可能源于随温度 T 降低而发生的 IrO6 八面体的逐渐倾斜/旋转。45Sc NMR 谱权重随 T 降低向参考频率附近移动，表明磁性单态区域的发展。在 10K 附近，谱图发生显著变化，参考频率附近出现高强度信号，但谱图仍保持多峰特征。我们的 45Sc NMR 数据表明，在 Ba3ScIr2O9 中，即使在 10K 以下仍存在显著的无序。对于 Ba3YIr2O9，89Y NMR 谱线在高温下是不对称的，但在 T~70K 以下变得几乎对称（单一磁环境）。我们的 89Y 谱图和 T1 测量证实，该化合物在 4K 时从体相开始发生长程有序 (LRO)。我们的结果表明，Ba3YIr2O9 可能在室温下存在结构畸变（例如通过 IrO6 八面体的倾斜/旋转），但随着 T 降低逐渐变为规则的三角晶格。与 S=1/2 系统的预期值相比，Ba3YIr2O9 中的有效磁矩和磁熵变显著减小。在其他天然具有强自旋轨道耦合 (SOC) 的铱酸盐中也发现了类似效应。
引用
@article{arxiv.1404.5262,
title = {Unconventional magnetism in the spin-orbit driven Mott insulators Ba3MIr2O9 (M=Sc,Y)},
author = {Tusharkanti Dey and R. Kumar and A. V. Mahajan and S. D. Kaushik and V. Siruguri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.5262},
year = {2014}
}
备注
9 pages, 10 figures, to appear in PRB