Isospin-phonon coupling and Fano-interference in spin-orbit Mott insulator Sr2IrO4

The isospin-phonon coupling in Sr2IrO4 is investigated by temperature dependent phonon Raman scattering. Anomalous behavior in the frequency of all studied optical phonons is observed below the magnetic transition temperature TN ~240 K. The strongest effect is detected for the A1g mode at 272 cm-1 associated with the modulation of the Ir-O-Ir bond angle. Additionally, the A1g mode at 560 cm-1 shows a Fano asymmetric lineshape sensitive to TN, supporting the existence of low-energy (~70 meV) electronic excitations that are renormalized by the magnetic order. These results reveal new aspects of the interaction between the crystal lattice and electronic degrees of freedom in this spin-orbit entangled Mott insulator.Comment: 5 pages and 6 figure

Two-magnon Raman spectroscopy in LiMPO4 (M=Ni,Co)

Orientadores: Eduardo Granado Monteiro da Silva, Gaston Eduardo BarberisDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: LiNiPO4 é um isolante antiferromagnético com spins (S=1) de íons Ni 2+ localizados e um alto acoplamento magnetoelétrico abaixo de T N =20,8K. Medidas de espalhamento Raman polarizado em monocristais dessa estrutura ortorrômbica mostram, além do espectro de fônons, um sinal característico a valores baixos de número de onda (<100cm -1 ), que são independentes de campo magnético aplicado ao longo da direção do eixo a. Em polarização X(ZZ)-X, este sinal pode ser bem modelado pela teoria de Fleury-Loudon de espalhamento Raman por dois mágnons e usando um Hamiltoniano de Heisenberg com parâmetros de troca dos cinco primeiros íons vizinhos e dois de anisotropia. Essas constantes foram refinadas usando nossos dados de espalhamento Raman com dados previamente publicados de espalhamento inelástico de nêutron (INS, Jensen et al., Phys. Rev. B 79, 092413 (2009)) por um procedimento de fitting de simulated annealing, sendo consistentes com os parâmetros extraídos exclusivamente das medidas de INS. Em polarização X(ZY)-X, dois outros picos foram observados na fase de estado magneticamente ordenado, não atribuíveis a espalhamento por dois mágnons. Medidas similares de espectroscopia Raman foram realizadas para LiCoPO 4 mas o sinal obtido foi insuficiente para identificar a contribuição advinda das excitações magnéticasAbstract: LiNiPO4 is an antiferromagnetic insulator with localized Ni 2+ spins (S=1) and large magnetoelectric coupling below T N =20.8K. Polarized Raman scattering experiments in a single crystal with ortorhombic structure show, besides the phonon spectra, extra features at low wavenumbers (<100cm -1 ) below T N , which are independent of applied magnetic fields along a-direction. In X(ZZ)-X polarization, this signal could be well modeled by the Fleury-Loudon theory of two-magnon Raman scattering, using a Heisenberg Hamiltonian with five nearest-neighbor exchange and two anisotropy parameters. These constants were refined using our Raman-scattering data and previously published inelastic neutron scattering data (INS, Jensen et al., Phys. Rev. B 79, 092413 (2009)) through a simulated annealing fitting procedure, being consistent to parameters extracted using INS data alone. In X(YZ)-X polarization, two extra peaks are observed in the magnetically ordered state, not attributable to two-magnon scattering. Similar measurements were taken for LiCoPO 4 , however the observed signal was insufficient to identify the contribution from magnetic excitationsMestradoFísicaMestre em Física1372841/2014CAPE