Spinový Hallův efekt v Na₂IrO₃

Zkoumali jsme elektronové stavy v Na₂IrO₃ (oxid 5d přechodného kovu), kde hrají významnou roli spin-orbitální interakce a elektronová korelace. Analýza těsnovazebného modelu (tight-binding model) společně s kalkulacemi pásové struktury vycházejícími z prvních principů předpovídají, že tento materiál je vrstvený kvantový spinový Hallův systém. Díky elektronové korelaci se při nízkých teplotách antiferomagnetické uspořádání vyvíjí nejprve u okraje a později v nitru materiálu. Tento článek prezentuje jednu z prvních studií topologicky netriviálních pásových struktur v systému s korelovanými elektrony. J. Kuneš z FZÚ provedl kalkulace pro specifické materiály a zásadně přispěl k jejich interpretaci.

(a) Při pohledu z osy c tvoří atomy Ir v Na₂IrO₃ hexagonální krystalovou mřížku ve tvaru pláství. Černý kruh označuje atom Ir obklopený šesti atomy O (malé červené kruhy) (b) Transferové integrály hexagonální krystalové mřížky.

¹Department of Applied Physics, The University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan
²Cross-Correlated Materials Research Group (CMRG), ASI, RIKEN, Wako 351-0198, Japan
³Theoretical Physics III, Center for Electronic Correlations and Magnetism, Institute of Physics, University of Augsburg, Augsburg 86135, Germany
⁴Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Cukrovarnická 10, 162 53 Praha, Czech Republic
⁵Department of Physics, McCullough Building, Stanford University, Stanford, California 94305-4045, USA