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Resonant inelastic X-ray scattering as a probe of Jeff = 1/2 state in 3d transition-metal oxide
以軟X光共振非彈性散射研究等效總磁矩1/2態是否存在於3d過度金屬氧化物
H. Y. Huang(黃筱妤), A. Singh, C. I. Wu, J. D. Xie, J. Okamoto(岡本淳), A. A. Belik, E. Kurmaev, A. Fujimori, C. T. Chen(陳建德), S. V. Streltsov*, and D. J. Huang* 
2022/07/07
自旋軌道耦合(SOC)在材料的電子結構中，扮演著極其重要的角色。當自旋軌道耦合較強時，其所產生的等效總磁矩1/2態（Jeff  = 1/2）會穩定存在，並且抑制姜-泰勒變形。特別是4d 及 5d過度金屬化合物，由於強自旋軌道耦合效應與電子之間交互作用，近來發現存在著許多新穎的材料性質，如量子自旋液體以及拓墣半金屬等。最近研究更指出，等效總磁矩1/2態（Jeff = 1/2）也許可存在於3d過渡金屬化合物， Co2+ 和 Cu2+ 化合物是兩個被認為較有可能的物質，然而要辨識出基態是否為 Jeff = 1/2 是一個挑戰。在此篇論文中，我們以軟Ｘ光共振非彈性散射結合晶場理論計算，證明 CuAl2O4 －原被認為是 Jeff = 1/2 的物質，實際上是穩定處於由姜-泰勒效應所造成的基態。這個結果顯示出軟Ｘ光共振非彈性散射對於探測物質基態是一項非常有效的工具。