Investigações espectroscópicas sobre íons de ruthênio trivalentes em filmes finos de óxido de perovskita de ruthênio

As configurações eletrônicas d5 sob o campo cristalino, acoplamento spin–órbita e interação de Coulomb dão origem a uma pluralidade de estados fundamentais profundos. Os óxidos de perovskita de ruthênio exibem um número de propriedades não convencionais, no entanto, o estado Ru4+ (4d4) geralmente é estável nesses materiais. Nesse sentido, espera-se que os íons Ru3+ em materiais de perovskita sejam um fascinante campo de jogo de configurações eletrônicas 4d5. Aqui, relatamos medições de espectroscopia de fotoemissão de raios-X em filmes finos de óxido de ruthênio de perovskita recentemente sintetizados, LaRuO3 e NdRuO3, cujo estado de valência dos íons de ruthênio é trivalente. Discutimos efeitos de correlação e spin–órbita a partir dos espectros da banda de valência, em particular uma estrutura de pico adicional em torno de 3–5 eV, reminiscente do chamado pico de 3 eV observado em Sr2RuO4. Além disso, descobrimos que os espectros de nível de núcleo desses materiais são quantitativamente diferentes daqueles em outros rutenatos, que possuem íons Ru4+, por exemplo, SrRuO3. Portanto, argumentamos que os espectros de nível de núcleo de LaRuO3 e NdRuO3 são peculiares aos estados Ru3+.