Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Objev kvantového spinového Halova jevu a nových stavů pevných látek charakterizovaných netriviální topologií v materiálech se silnou spin-orbitální vazbou vyvolal značný zájem o materiály s 5d elektrony. Kombinace efektů silné spin-orbitální vazby, vzájemné interakce elektronů a krystalové struktury vede v některých z nich k unikátním magnetickým, transportním nebo termodynamickým vlastnostem. Ve spolupráci s kolegy z tokijské univerzity a národní laboratoře v Oak Ridge (USA) jsme studovali teplotní závislost magnetického uspořádání a elektrické vodivosti oxidů iridia Sr₂IrO₄ a Ba₂IrO₄. Pomocí numerických metod vyvíjených ve FZÚ jsme vysvětlili silnou teplotní závislost šířky zakázaného pásu pozorovanou v experimentech a ukázali její souvislost s antiferromagnetickým uspořádáním. Naše výpočty ukazují, jak se Sr₂IrO₄ s rostoucí teplotou postupně mění z antiferomagnetikého izolátoru v paramagnetický kov. Tyto výsledky naznačují některé analogie s vysokoteplotními supravodiči na bázi mědi a jsou výchozím bodem pro studium materiálů odvozených substitucí stroncia a hledání případné supravodivosti.

Elektronové spektrum Sr₂IrO₄ při různých teplotách. Otevření zakázaného pásu při 580 K souvisí s nástupem antiferromagnetického uspořádání.

¹Department of Applied Physics, University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-8656, Japan,
²JST-PRESTO, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan,
³JST-CREST, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-8656, Japan,
⁴Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Cukrovarnická 10, Praha 6, 162 53, Czech Republic,
⁵Institute for Theoretical Physics, ETH Zurich, CH-8093 Zurich, Switzerland, 6Department of Physics and Astronomy, The University of Tennessee, Knoxville, Tennessee 37996, USA.