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Valence, spin, and orbital state of Co ions in one-dimensional Ca3 Co2 O6: An x-ray absorption and magnetic circular dichroism study

Authors :
Burnus, T.
Hu, Z.
Haverkort, M.W.
Cezar, J.C.
Flahaut, D.
Hardy, V.
Maignan, A.
Brookes, N.B.
Tanaka, A.
Hsieh, H.H.
Lin, H.-J.
Chen, C.T.
Tjeng, L.H.
Universität zu Köln = University of Cologne
European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF)
Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM)
Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Hiroshima University
École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids (CPfS)
Max-Planck-Gesellschaft
Source :
Physical Review B, Physical Review B, 2006, 74 (24), pp.245111. ⟨10.1103/PhysRevB.74.245111⟩, Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), American Physical Society, 2006, 74 (24), ⟨10.1103/PhysRevB.74.245111⟩
Publication Year :
2006
Publisher :
HAL CCSD, 2006.

Abstract

International audience; We have investigated the valence, spin, and orbital state of the Co ions in the one-dimensional cobaltate Ca3 Co2 O6 using x-ray absorption and x-ray magnetic circular dichroism at the Co- L2,3 edges. The Co ions at both the octahedral Cooct and trigonal Cotrig sites are found to be in a 3+ state. From the analysis of the dichroism we established a low-spin state for the Cooct and a high-spin state with an anomalously large orbital moment of 1.7 μB at the Cotrig 3+ ions. This large orbital moment along the c -axis chain and the unusually large magnetocrystalline anisotropy can be traced back to the double occupancy of the d2 orbital in trigonal crystal field. © 2006 The American Physical Society.

Details

Language :
English
ISSN :
24699950, 24699969, 10980121, and 1550235X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review B, Physical Review B, 2006, 74 (24), pp.245111. ⟨10.1103/PhysRevB.74.245111⟩, Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), American Physical Society, 2006, 74 (24), ⟨10.1103/PhysRevB.74.245111⟩
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..0a7d691229f7c73d052792bb0fd903ee
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.245111⟩