Observation of heavy spin-orbit excitons propagating in a nonmagnetic background: The case of (Ba,Sr)2YIrO6

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • M. Kusch - , Professur für Physik der Quantenmaterialien (Autor:in)
  • V. M. Katukuri - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Autor:in)
  • N. A. Bogdanov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • B. Büchner - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • T. Dey - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Universität Augsburg (Autor:in)
  • D. V. Efremov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • J. E. Hamann-Borrero - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • B. H. Kim - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, RIKEN (Autor:in)
  • M. Krisch - , European Synchrotron Radiation Facility (Autor:in)
  • A. Maljuk - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • M. Moretti Sala - , European Synchrotron Radiation Facility (Autor:in)
  • S. Wurmehl - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • G. Aslan-Cansever - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • M. Sturza - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • L. Hozoi - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • J. Van Den Brink - , Professur für Festkörpertheorie (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • J. Geck - , Professur für Physik der Quantenmaterialien (Autor:in)

Abstract

We present a combined experimental and theoretical study of the elementary magnetic excitations in Ba2YIrO6 and Sr2YIrO6 - the two most intensively discussed candidates for a new type of magnetic instability caused by exciton condensation. For both materials, high-resolution resonant inelastic x-ray scattering (RIXS) at the Ir L3 edge reveals sharp excitations around 370 and 650 meV energy loss, which we identify as triplet and quintet spin-orbit excitons. While the momentum-dependent RIXS spectra reveal that both the triplet and the quintet propagate coherently within the nonmagnetic background of the singlet sites, these modes remain fully gapped. The Ir-Ir exchange interactions in both double perovskites are therefore not strong enough to overcome the magnetic gap and, hence, our results exclude an intrinsic magnetic instability due to a condensation of magnetic excitations for both Ba2YIrO6 and Sr2YIrO6.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer064421
FachzeitschriftPhysical Review B
Jahrgang97
Ausgabenummer6
PublikationsstatusVeröffentlicht - 23 Feb. 2018
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

ORCID /0000-0002-2438-0672/work/158767756