4d,5d过渡金属化合物的电子结构和新奇物性探索

项目名称： 4d,5d过渡金属化合物的电子结构和新奇物性探索

项目编号： No.11274068

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 封东来

作者单位： 复旦大学

项目金额： 95万元

中文摘要： 由于其较强的自旋轨道耦合和适度的电子关联，4d,5d电子表现出与3d电子不同的性质，基于4d/5d过渡金属元素的化合物具有非常丰富的物性：不但有着很多奇特的有序态，而且往往表现出很多非平庸的拓扑电子行为。目前，人们对于4d,5d过渡金属化合物的电子结构的了解仍然在起步阶段，因此我们建议通过晶体和薄膜生长，利用角分辨光电子能谱研究钌氧化物、铱氧化物等多种4d/5d电子体系的电子结构，揭示4d/5d电子体系的自旋轨道耦合、电子关联等不同能量尺度与不同自由度在电子结构层面的表现，总结普遍的规律，探索其丰富物性背后的微观机制和调控手段。并期望发现新奇的物态和性质。

中文关键词： 自旋轨道耦合；电子关联；铱氧化物；电子结构；过渡金属化合物

英文摘要： Due to the strong spin-orbital coupling and moderate electron-electron correlation, 4d and 5d electrons often exhibit very different behaviors from the 3d electrons. As a result, materials based on the 4d/5d transition metal elements provide a fertile ground for discovering new physics and rich properties. There are not only many exotic ordered states, but also many nontrivial topological electronic states. Currently, our understanding of the electronic structures of these materials is still at its infancy. Therefore, we hereby propose to grow single crystal and thin films of 4d/5d electron systems, such as iridates and ruthenates, and study their electronic structure with angle resolved photoemission spectroscopy. We plan to unveil how the spin orbital coupling and electron correlation manifest themselves in the electronic structure, study the general theme behind the rich properties of these materials, and find ways to control their properties. We also expect to discover new phases and novel properties.

英文关键词： spin orbital coupling；electron correlations；iridate；electronic structure；transition metal compounds