Estrutura eletrônica dos rutenatos 2D e 3D : Sr2RuO4 e SrRuO3

Abstract

Resumo: Neste trabalho foi estudada a estrutura eletrônica do Sr2RuO4 e do SrRuO3. A banda de valência (os estados ocupados) foi estudada usando espectroscopia de fotoemissão (PES). A banda de condução (os estados desocupados) foi estudada usando espectroscopia de absorção (XAS) na borda 1s do O. Os espectros experimentais foram interpretados em termos dos estados eletrônicos calculados usando o método LMTO (Linear Muffin-Tin Orbital). Nos espectros de XAS, a intensidade de absorção mostra uma boa indicação dos efeitos de covalência. O primeiro pico, em ambos os compostos, corresponde ao caráter de O 2phibridizado com a banda de Ru t2g. Esta estrutura não varia muito entre estes compostos. As estruturas relacionadas às bandas de Ru eg e Sr 4d em mais altas energias apresentam maiores mudanças, que estão relacionadas às mudanças na dispersão causadas pela dimensionalidade. Nos espectros de PES, o primeiro pico logo abaixo ao nível de Fermi corresponde à banda de Ru 4d, para o SrRuO3 e para o Sr2RuO4. As estruturas em maiores energias são atribuídas ao O 2p não-ligante e ao O 2p hibridizado com Ru 4d. Nos cálculos de estrutura de banda é mostrada uma solução magnética para o SrRuO3. Entretanto, para o Sr2RuO4 uma solução ferromagnética não é estável. Esta pode ser analisada usando o critério de Stoner, através da densidade de estados no nível de Fermi.

Abstract: In this work it was studied the electronic structure of the Sr2RuO4 and SrRuO3. The valence band (the occupied states) was studied using photoemission spectroscopy (PES). The conduction band (the unoccupied states) was studied using O 1s X-ray absorption spectroscopy (XAS). The experimental spectra were interpreted in terms of the electronic states calculated using the LMTO (Linear Muffin-Tin Orbital) method. In the XAS spectra, the absorption intensity shows a good indication of covalence effects. The first peak, in both compounds, corresponds to the O 2p character hybridized with the Ru t2g band. This feature does not change very much in these compounds. The features related to the Ru eg and Sr 4d at higher energies present larger changes, which are related to changes in the dispersion caused by the dimensionality. In the PES spectra, the first peak just below the Fermi level corresponds to the Ru 4d band, for the SrRuO3 and for the Sr2RuO4. The features at higher energies are attributed to O 2p non-bonding and O 2p hybridized with Ru 4d. The band structure calculation presents a magnetic solution for the SrRuO3; however, for Sr2RuO4 a ferromagnetic solution is not stable. This can be investigated using the Stoner criteria, to the density of states at the Fermi level.