Dimensionality driven spin-flop transition in layered iridates

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • J. W. Kim - , Argonne National Laboratory (Autor:in)
  • Y. Choi - , Argonne National Laboratory (Autor:in)
  • Jungho Kim - , Argonne National Laboratory (Autor:in)
  • J. F. Mitchell - , Argonne National Laboratory (Autor:in)
  • G. Jackeli - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • M. Daghofer - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • J. Van Den Brink - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • G. Khaliullin - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • B. J. Kim - , Argonne National Laboratory (Autor:in)

Abstract

Using resonant x-ray diffraction, we observe an easy c-axis collinear antiferromagnetic structure for the bilayer Sr 3Ir 2O 7, a significant contrast to the single layer Sr 2IrO 4 with in-plane canted moments. Based on a microscopic model Hamiltonian, we show that the observed spin-flop transition as a function of number of IrO 2 layers is due to strong competition among intra- and interlayer bond-directional pseudodipolar interactions of the spin-orbit entangled J eff=1/2 moments. With this we unravel the origin of anisotropic exchange interactions in a Mott insulator in the strong spin-orbit coupling regime, which holds the key to the various types of unconventional magnetism proposed in 5d transition metal oxides.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer037204
FachzeitschriftPhysical review letters
Jahrgang109
Ausgabenummer3
PublikationsstatusVeröffentlicht - 17 Juli 2012
Peer-Review-StatusJa
Extern publiziertJa

Schlagworte

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