Tetragonal Tungsten Bronze Ba(3-x)YbxTa5O15 中 Yb 4f-Ta 5d 混合与价态演化

本文利用硬X射线光电子能谱研究了四方形螺钉形钨 Bronze Ba$_{3-x}$Yb$_x$Ta$_{5}$O$_{15}$的电子结构。核心能谱显示,Yb离子在系列中的取代首先发生在紧凑的S1位点。对于x\leq1,Yb主要为Yb$^{2+}$且掺杂少量Yb$^{3+}$,而对于x>1,可发现Yb$^{3+}$的显著增加,这表明S2位点偏好Yb$^{3+}$,且其存在也影响S1位点离子的价态。价带谱显示,Yb$^{2+}$具有较深的双峰,同时发现Ta~5d-Yb~4f相互作用的迹象,这表明通过该混合,Yb~4f载流子可在费米能级附近存在。我们的结果指向一种独特的d-f电子相互作用形式,其与结构自由度共同导致Ba$_{3-x}$Yb$_x$Ta$_{5}$O$_{15}$物理性质中观察到的异常趋势。