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双层反铁磁体K3Cu2F7中轨道序驱动的自旋二聚化

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陈东猛, 刘大勇. 2010: 双层反铁磁体K3Cu2F7中轨道序驱动的自旋二聚化, 物理学报, 59(10): 7350-7356.
引用本文: 陈东猛, 刘大勇. 2010: 双层反铁磁体K3Cu2F7中轨道序驱动的自旋二聚化, 物理学报, 59(10): 7350-7356.
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Chen Dong-Meng, Liu Da-Yong. 2010: Orbital ordering driven spin dimer state in double-layered antiferromagnet K3Cu2O7, Acta Physica Sinica, 59(10): 7350-7356.
Citation: Chen Dong-Meng, Liu Da-Yong. 2010: Orbital ordering driven spin dimer state in double-layered antiferromagnet K3Cu2O7, Acta Physica Sinica, 59(10): 7350-7356.
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双层反铁磁体K3Cu2F7中轨道序驱动的自旋二聚化

  • 中国石油大学,华东,物理科学与技术学院,东营257061

  • 中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室,合肥,230031

Orbital ordering driven spin dimer state in double-layered antiferromagnet K3Cu2O7

  • 摘要: 基于自旋-轨道-晶格Hamilton量,应用团簇自洽场方法,研究了双层钙钛矿结构材料K3Cu2F7基态的晶格、磁及轨道结构,发现近孤立的双层的对称破缺和Jahn-Teller晶格畸变使得Cu2+离子在每层内交替占据|z3-x2＞/|z2-y2＞轨道,进而导致双层的层间表现为强的反铁磁耦合,层内为弱的铁磁耦合.强反铁磁耦合导致层间自旋二聚化,形成自旋单重态.层内Cu2+离子的轨道占据与弱的铁磁耦合满足Goodenough-Kanamori-Anderson规则,因此自旋间并无磁阻挫作用,利于形成稳定的自旋二聚化态.由键算符平均场方法得到自旋单重态-三重态激发能隙约为326 K,与实验值400 K相比略小.该理论也适用于同类晶格结构材料Cs3Cu2Cl4Br3自旋二聚态的形成.
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-10-30

双层反铁磁体K3Cu2F7中轨道序驱动的自旋二聚化

  • 中国石油大学,华东,物理科学与技术学院,东营257061
  • 中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室,合肥,230031

摘要: 基于自旋-轨道-晶格Hamilton量,应用团簇自洽场方法,研究了双层钙钛矿结构材料K3Cu2F7基态的晶格、磁及轨道结构,发现近孤立的双层的对称破缺和Jahn-Teller晶格畸变使得Cu2+离子在每层内交替占据|z3-x2＞/|z2-y2＞轨道,进而导致双层的层间表现为强的反铁磁耦合,层内为弱的铁磁耦合.强反铁磁耦合导致层间自旋二聚化,形成自旋单重态.层内Cu2+离子的轨道占据与弱的铁磁耦合满足Goodenough-Kanamori-Anderson规则,因此自旋间并无磁阻挫作用,利于形成稳定的自旋二聚化态.由键算符平均场方法得到自旋单重态-三重态激发能隙约为326 K,与实验值400 K相比略小.该理论也适用于同类晶格结构材料Cs3Cu2Cl4Br3自旋二聚态的形成.

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