Mechanism of basal-plane antiferromagnetism in the spin-orbit driven iridate Ba2Iro4

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Vamshi M. Katukuri - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Viktor Yushankhai - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Joint Institute for Nuclear Research (Autor:in)
  • Liudmila Siurakshina - , Joint Institute for Nuclear Research, Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (Autor:in)
  • Jeroen Van Den Brink - , Professur für Festkörpertheorie (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Liviu Hozoi - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Ioannis Rousochatzakis - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (Autor:in)

Abstract

By ab initio many-body quantum chemistry calculations, we determine the strength of the symmetric anisotropy in the 5d5 j ≈ 1/2 layered material Ba2IrO4. While the calculated anisotropic couplings come out in the range of a few meV, orders of magnitude stronger than in analogous 3d transition-metal compounds, the Heisenberg superexchange still defines the largest energy scale. The ab initio results reveal that individual layers of Ba2IrO4 provide a close realization of the quantum spin-1/2 Heisenberg-compass model on the square lattice. We show that the experimentally observed basal-plane antiferromagnetism can be accounted for by including additional interlayer interactions and the associated order-by-disorder quantum-mechanical effects, in analogy to undoped layered cuprates.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer021051
FachzeitschriftPhysical Review X
Jahrgang4
Ausgabenummer2
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2014
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

ASJC Scopus Sachgebiete

Schlagwörter

  • Condensed matter physics, Magnetism, Strongly correlated materials