Totala närmaste- (vänster) och nästa-närmaste- (höger) grannkopplingar som en funktion av skärmade Coulomb-interaktionsintegraler kristallfältsdelning. Kredit:Zhu Damei
Nyligen, ett forskarlag identifierade två möjliga magnetiska interaktionsbilder i Sr 2 IrO 4 , vilket markerade ett nytt framsteg i den magnetiska superväxlingskopplingsstudien i Sr 2 IrO 4 5d associativt system.
Teamet leddes av Dr Zhang Guoren från Institute of solid State Physics (ISSP), Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), kinesiska vetenskapsakademin, i samarbete med forskare från Jülich Research Centre, Tyskland.
"Vi studerade de magnetiska kopplingarna i Sr 2 IrO 4 i den Mott-isolerande bilden genom att kamma olika teorier" sa Zhang Guoren, "och identifierade två möjliga scenarier av dem."
De studerade de magnetiska interaktionerna i den starka till mellanliggande kopplingsregimen. Superexchange-pseudospin-tensorerna beräknades upp till fjärde ordningen, och deras beroende av de screenade Coulomb-interaktionsintegralerna U och J och kristallfältsdelning analyserades. På grund av terminsavbokningar, den experimentella närmaste-granne-kopplingen är någorlunda väl återgiven för en hel rad realistiska värden.
De identifierade ett fenomen. Den ökande Hunds regelkoppling J kan leda till stora bidrag från fjärde ordningen. Det är därför den ferromagnetiska kopplingen närmast närmaste granne extraherades från spin-wave dispersionen.
Denna regim kännetecknas av en betydande ringbyte K. För (U, J) värden som ger en Mott-isolator med ett halvfyllt jeff =1/2-tillstånd, men fjärde ordningens termer förblir små även om gapet är litet.
"De elektroniska egenskaperna hos Sr 2 IrO 4 och La 2 CuO 4 är lika, sa Zhang, "så det kan hjälpa oss att förstå mekanismen för supraledning i dopad La 2 CuO 4 ."
Detta arbete skulle också kunna belysa den korrekta modelleringen för andra system, såsom dubbelskiktet Sr 3 Ir 2 O 7.
De relevanta resultaten publicerades i Fysisk granskning B .
