Signatures of polarized chiral spin disproportionation in rare earth nickelates
Notice bibliographique
Résumé
In rare earth nickelates (RENiO3), electron-lattice coupling drives a concurrent metal-to-insulator and bond disproportionation phase transition whose microscopic origin has long been the subject of active debate. Of several proposed mechanisms, here we test the hypothesis that pairs of self-doped ligand holes spatially condense to provide local spin moments that are antiferromagnetically coupled to Ni spins. These singlet-like states provide a basis for long-range bond and spiral spin order. Using magnetic resonant X-ray scattering on NdNiO3 thin films, we observe the chiral nature of the spin-disproportionated state, with spin spirals propagating along the crystallographic (101)ortho direction. These spin spirals are found to preferentially couple to X-ray helicity, establishing the presence of a hitherto-unobserved macroscopic chirality. The presence of this chiral magnetic configuration suggests a potential multiferroic coupling between the noncollinear magnetic arrangement and improper ferroelectric behavior as observed in prior studies on NdNiO3 (101)ortho films and RENiO3 single crystals. Experimentally-constrained theoretical double-cluster calculations confirm the presence of an energetically stable spin-disproportionated state with Zhang-Rice singlet-like combinations of Ni and ligand moments. Rare earth Nickelates, (RENiO3) host a bond disproportionation phase transition where oxygen 2p holes form at one of the Ni sites. This process results in a spin-disproportionation state where a singlet state is formed by the spin of the nickel and the spin of the oxygen hole at every other site. Here, Li et al find evidence of this spin-disproportionated state in a rareearth nickelate.
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| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
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