BaFeO$_{3}$ 薄膜的 X 射线光谱研究：一种 Fe$ ^{4+}$ 铁磁绝缘体
强关联电子
2015-03-03 v1 材料科学
摘要
我们通过硬 X 射线光电子能谱 (HAXPES)、X 射线吸收谱 (XAS) 和软 X 射线磁圆二色性 (XMCD)，研究了完全氧化的 BaFeO3 薄膜的电子和磁性质，该薄膜具有立方晶体结构并表现出铁磁绝缘特性。我们利用针对 Fe4+ 的组态相互作用 (CI) 团簇模型计算分析了结果，其与实验结果吻合良好。我们还研究了 SrFeO3 薄膜，其在立方晶体结构中具有 Fe4+ 离子螺旋磁性，但在所有温度下均呈金属性。我们发现，利用价带 HAXPES 和 Fe 2p XMCD，BaFeO3 薄膜在约 1 T 下表现为具有大磁化强度（2.1muB/化学式单位）的绝缘体，这与先前报道的电阻率和磁化强度测量结果一致。尽管 BaFeO3 和 SrFeO3 薄膜的 Fe 2p 芯能级 HAXPES 和 Fe 2p XAS 谱非常相似，但我们通过价带 HAXPES 对比了绝缘性 BaFeO3 与金属性 SrFeO3 薄膜。CI 团簇模型分析表明，由于负电荷转移能，BaFeO3 的基态主要由 d5L（L：配体空穴）组态主导，且带隙具有显著的 O 2p 特征。我们揭示，BaFeO3 与 SrFeO3 之间电子和磁性质的差异源于其晶格常数的不同，后者通过影响杂化强度和带宽而起作用。
引用
@article{arxiv.1409.5538,
title = {X-ray spectroscopic study of BaFeO$_{3}$ thin films; an Fe$ ^{4+}$ ferromagnetic insulator},
author = {T. Tsuyama and T. Matsuda and S. Chakraverty and J. Okamoto and E. Ikenaga and A. Tanaka and T. Mizokawa and H. Y. Hwang and Y. Tokura and H. Wadati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.5538},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 5 figures