Valence-electron transfer and a metal-insulator transition in a strongly correlated perovskite oxide
我们提出了四重钙钛矿MCu 3(Ti 1-xRux)4 O 12(0 < x < 1)的输运和热数据。金属-绝缘体转变(MIT)在Ru浓度x~0.75时发生。同时,Ru破坏了Cu ~(2+)的反铁磁态,并以1:1的比例抑制了Cu ~(2+)的磁熵。这意味着每个Ru将电子转移到Cu离子,因此MIT与填充Cu 3d壳层相关。这种强关联电子材料中的Cu自旋熵为MIT系统提供了一个独特的探针。
2004-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantifying octahedral rotations in strained perovskite oxide films
外延应变是增强复合氧化物性能的有效途径,然而,由于难以测量薄膜中的氧位置,对原子结构如何适应应变的细节知之甚少。我们提出了一个一般的方法来确定应变氧化物薄膜的原子结构通过X-射线衍射,我们证明使用LaNiO 3膜。氧八面体的旋转和扭曲已被量化通过比较半阶布拉格峰的强度,所产生的两个单位单元周期的八面体旋转,与计算的结构因子。结合从头算密度泛函计算与这些实验结果,我们确定系统的应变如何修改这个功能氧化物的原子结构。
2010-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Compensated magnetism by design in double perovskite oxides
考虑到Goodenough的超交换规则,包括完全结构弛豫和自旋轨道耦合,并检查强相关效应,我们在氧化物双钙钛矿材料类别中寻找补偿半金属。识别可能的半金属(或半半金属)反铁磁体,包括轨道磁性的全部复杂性,以达到现实的预测设计的磁性化合物(近)消失的净矩。在对先前未考虑的几种候选物进行分类之后,两种材料K $_2$ MnRhO $_6$和La $_2$ CrWO $_6$仍然是可行的候选物。一个重要的因素是获得具有非常小的诱导轨道矩(通过封闭的子壳层帮助)或具有补偿自旋-轨道驱动的半金属特性退化的轨道矩的化合物。虽然不能确保这些材料的热力学稳定性,但逐层氧化物沉积技术的发展不要求材料在合成时是热力学稳定的。
2009-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated Quantum Phenomena of Spin-Orbit Coupled Perovskite Oxide Heterostructures: Cases of SrRuO3 and SrIrO3-Based Artificial Superlattices
本综述探讨4d和5d氧化物超晶格中自旋-轨道耦合驱动的关联量子现象,涵盖结构调制、电子与磁性质,揭示超晶格设计如何催生新功能。
2023-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hexagonal Perovskites as Quantum Materials
与更熟悉的钙钛矿相反,六方氧化物钙钛矿允许在其结构框架内共享金属-氧八面体或三棱柱的面。这导致晶体结构中的面共享八面体的链的二聚体、三聚体、四聚体或更长片段,并且因此导致比在更熟悉的钙钛矿中看到的短得多的金属-金属距离和低得多的金属-氧-金属键角。面共享八面体的存在可以对这些化合物的磁性产生显著影响,特别是基于二聚体的材料,已经成为材料物理学中许多量子材料导向研究的主题。六方氧化物钙钛矿由于其在低温下磁矩或轨道占位的有序化的几何挫折的潜力而受到当代关注,这与其作为量子材料的重要性特别相关。因此,几种六方氧化物钙钛矿已被确定为在低温下容纳量子自旋液体状态的潜在候选者。在我们看来,六方氧化物钙钛矿是寻找新量子材料的肥沃土壤。本文简要介绍了许多这些材料的固态化学。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Hall effect in a non-magnetic metal interfaced to a canted antiferromagnetic insulator in perovskite oxide heterostructures
本文报道了 DyFeO$_3$/CaRuO$_3$ 钙钛矿异质界面中由非共面自旋织构产生的拓扑霍尔效应,在 20 K 下观测到相当于 30 T 有效磁场的阶梯状霍尔信号,证明涌现场邻近效应具有普适性并拓展了材料选择范围。
2024-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural Phase Transitions of the Metal Oxide Perovskites SrTiO3, LaAlO3 and LaTiO3 Studied with a Screened Hybrid Functional
利用Heyd,Scuseria和Ernzerhof的屏蔽杂化密度泛函(HSE06)研究了过渡金属氧化物钙钛矿结构SrTiO $_{3}$,LaAlO $_{3}$和LaTiO $_{3}$的结构相变.我们表明,HSE06计算的晶格参数,八面体倾斜和旋转,以及电子性质,显着改善半局部泛函。我们预测的晶体场分裂($Δ_{CF}$)导致的结构相变在SrTiO $_{3}$和LaAlO $_{3}$分别为3 meV和10 meV,与实验结果非常吻合。HSE06将磁性状态下的LaTiO $_{3}$正确识别为莫特绝缘体。此外,它预测,GdFeO $_{3}$型畸变在非磁性的LaTiO $_{3}$将诱导一个大的$Δ_{CF}$的410 meV。这种大的晶体场分裂与G型反铁磁态中发现的大磁矩相关联,表明LaTiO $_{3}$具有诱导轨道序,这是由最高占据轨道的可视化证实的。这些结果强烈表明,HSE 06能够有效和准确地模拟钙钛矿氧化物,并有望有效地捕获其异质界面的物理特性。
2012-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge transport in oxygen-deficient EuTiO$_3$: the emerging picture of dilute metallicity in quantum-paraelectric perovskite oxides
我们报告的电荷输运的EuTiO $_{3-δ}$单晶的载流子密度在几个数量级的调谐的研究。将该体系与其他准立方钙钛矿,特别是钛酸锶进行比较,我们绘制了该$AB$ O $_3$家族中的金属-绝缘体转变和稀金属性的全面图片。由于较低的介电常数,与SrTiO $_3$相比,EuTiO $_{3-δ}$中的金属-绝缘体转变发生在较高的载流子密度下。在低温下,可以看到明显的$T^2$电阻率。其前因子$A$在三种不同的钙钛矿中以类似的方式随着载流子浓度的增加而平滑地降低。我们的研究结果绘制了掺杂量子顺电体的电荷输运的全面图片。
2019-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spatially extended nature of resistive switching in perovskite oxide thin films
利用电流测量原子力显微镜(AFM)技术直接观察了La_(1-x)Sr_xMnO_3(LSMO)薄膜的纳米级电脉冲电阻变化(EPIR)效应。在通过AFM针尖跨样品施加一个极性的切换电压之后,AFM针尖周围的局部纳米区域中的电导率增加,并且在施加相反极性的切换电压之后,局部电导率降低。在连续和短脉冲电压开关条件下都观察到这种可逆电阻开关效应。这对于未来的纳米级非易失性存储器器件应用是重要的。
2006-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Tuning of Plasma Frequency in Vanadate, Niobate, and Molybdate Perovskite Oxides
一种用于发现新的透明导体的新方法涉及利用金属过渡金属氧化物(例如SrVO $_3$)中的电子相关性来增强电子有效质量并将等离子体频率($ω_P$)抑制到红外。这种方法的成功依赖于找到一种具有正确电子有效质量和准粒子重量$Z$的化合物。双轴应变原则上可以是一种有效的方式来操纵材料的电子特性,以调整这两个量。在本研究中,我们利用第一性原理密度泛函理论和动力学平均场论,阐明了应变下前过渡金属氧化物SrVO $_3$,SrNbO $_3$和SrMoO $_3$的电子性质的行为。我们发现,应变是不是一个有效的方式来操纵等离子体频率,但尺寸的晶体结构和起源的电子相关性强烈影响的趋势,在$ω_P$和$Z$。
2019-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hole dynamics in spin and orbital ordered vanadium perovskites
研究了自旋和轨道有序钙钛矿结构钒酸盐中的空穴动力学。在自旋G型和轨道C型(SG/OC)有序相中,可动空穴与自旋激发(磁振子)耦合;在自旋C型和轨道G型(SC/OG)有序相中,可动空穴与轨道激发(轨道子)耦合。观察到的(SG/OC)秩序的脆弱字符归因于轨道软化所造成的标记磁序参量的减少。提出了利用光谱可以探测钒酸盐中两种自旋轨道有序相中性质不同的空穴动力学。
2004-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-dimensional Peierls instability via zone boundary Dirac line nodes in layered perovskite oxides
费米面拓扑结构和电子关联的相互作用是巡游电子系统中自发对称性破缺的重要组成部分。在一维半填充系统中,固有的费米面嵌套使得几何不变的金属态不稳定,称为Peierls不稳定性。然而,将佩尔斯不稳定性的范围扩展到二维(2D)或三维(3D)并不简单,因为更高维度的费米表面通常不是嵌套的。在这项工作中,我们表明,一个完美的嵌套费米面可以实现在一类二维钙钛矿氧化物,引起二维Peierls不稳定性。在这里的核心作用是由两个正交的滑移镜诱导的氧八面体的旋转保护的区域边界狄拉克线节点(DLN)。特别是在八面体旋转的临界角处,区界DLN发生突变,导致磁化率的几何发散。我们提出了2D Peierls不稳定性驱动的无色散DLN的自发对称性破缺在各种层状钙钛矿氧化物,包括反铁磁性的Sr $_2$ IrO $_4$的主要机制。作为二维Peierls不稳定性的一个明显特征,我们预测Sr $_2$ IrO $_4$中的磁畴壁具有局域孤子模。
2019-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resistive hystersis effects in perovskite oxide-based heterostructure junctions
本文报道了氧化物基金属/铁电/金属(MFM)结的电学和结构特性。异质结构由作为金属层的La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)和作为铁电层的BaTiO 3(BTO)的叠层组成。采用光刻和氩离子刻蚀技术在LCMO/BTO/LCMO异质结上制备了尺寸为400 × 200 μ m ~ 2的结基器件。测量了MFM结的直流电流-电压特性。在300 K时,器件表现出线性(I-V)特性,而在77 K时,(I-V)曲线表现出一些可重复的开关行为,具有明确的剩余电流。所得到的电阻调制与已经报道的显示电阻切换的铁电层中的电阻调制非常不同。提出了一个模型来解释这些数据
2006-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-field magnetization and magnetoresistance of the $A$-site ordered perovskite oxide CaCu$_{3}$Ti$_{4-x}$Ru$_{x}$O$_{12}$~($0 \le x \le 4$)
我们已经测量了高场磁化强度和磁电阻的多晶样品的A位有序钙钛矿CaCu 3 Ti 4-xRuxO 12(x=0 - 4)利用非破坏性脉冲磁铁。我们发现x=0.5,1.0和1.5的磁化强度是非线性的,并且在高磁场下趋于饱和。这是非常重要的,因为x=0和4的磁化强度在外部磁场中是线性的,直到最高的一个。我们已经分析了这种场依赖性的基础上的磁性材料的热力学,并提出了外磁场离域的Cu 2+离子上的空穴,以最大限度地提高熵。这种情况与在4.2K和52 T下对于x=1.5观察到的~ 70%的大磁阻定性一致。
2012-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of ferromagnetism in vanadium-oxide based perovskites
采用密度泛函和单格位动力学平均场方法研究了具有部分填充的$t_{2g}$壳层的过渡金属氧化物(如钒基钙钛矿)中可能发生铁磁性的条件.对于合理的相关强度值,VO $_6$八面体的旋转在实现铁磁性方面发挥着重要作用,通常在旋转大于非零临界值时发生铁磁性。铁磁性被抑制附近的莫特绝缘相,但相边界,否则只弱依赖于载流子浓度。设计规则的建议,新的氧化物系统表现出铁磁性。
2013-05-02 cond-mat.str-el
Angle-resolved photoemission spectroscopy of perovskite-type transition-metal oxides and their analyses using tight-binding band structure
由于大量高质量的单晶体和外延薄膜的出现,对具有三维钙钛矿结构的过渡金属氧化物进行角分辨光电子能谱(ARPES)测量已成为可能。在这篇文章中,我们回顾了最近的实验结果和解释ARPES数据使用经验紧束缚能带结构计算。给出了SrVO $_3$(SVO)块状单晶、La $_{1-x}$ Sr $_x$ FeO $_3$(LSFO)和La $_{1-x}$ Sr $_x$ MnO $_3$(LSMO)薄膜的结果。在SVO的情况下,从比较的实验结果与计算的表面电子结构,我们得出的结论是,得到的能带色散反映了体电子结构。在G-型反铁磁态和铁磁态的假设下,分析了LSFO和LSMO的实验能带结构。我们还证明了垂直于晶体表面的电子动量的固有不确定性是重要的三维材料的ARPES结果的解释。
2006-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopic investigations on trivalent ruthenium ions in ruthenium perovskite oxide thin films
本研究利用 X 射线光电子能谱表征 LaRuO$_3$ 与 NdRuO$_3$ 薄膜中的三价 Ru,揭示其价带和芯能级特征,并将其与 Ru$^{4+}$ 钌酸盐区分。
2024-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Interactions in Transition-Metal Oxides
本文介绍了基于磁力定理的自旋密度泛函理论分析原子间磁相互作用的一般框架,并将其与过渡金属氧化物的模型联系起来,给出了几个例子,说明这种方法如何用于分析钙钛矿锰氧化物、双钙钛矿和烧绿石化合物的磁性质。
2003-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-phonon origins of unconventional resistivity in moderately correlated perovskite oxides
Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(Flatiron研究所计算量子物理中心);Institute for Theoretical Physics, University of Cologne(科隆大学理论物理研究所);Collège de France(法兰西公学院);CPHT, CNRS, École Polytechnique, IP Paris(巴黎综合理工学院CNRS CPHT中心);DQMP, Université de Genève(日内瓦大学DQMP);Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University(石溪大学物理与天文学系)
研究揭示了 SrMoO₃ 等氧化物中电阻率的二次方关系源于费米面形状和光学声子的热激活,同时发现低电子-声子耦合强度导致低电阻率,并提出设计高导电性氧化物的原理。
2026-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetically-driven orbital-selective insulator-metal transition in double perovskite oxides
相互作用驱动的金属-绝缘体转变或莫特转变在凝聚态系统中被广泛观察到。在多轨道系统中,多体物理更加丰富,其中轨道选择性的金属-绝缘体跃迁是一个有趣而独特的现象。在这里,我们使用第一性原理计算表明,磁性转变(从顺磁性到长程磁性有序)可以同时诱导轨道选择性绝缘体金属转变的岩盐有序双钙钛矿氧化物$A_2BB'$ O $_6$其中$B$是一个非磁性离子(Y $^{3+}$和Sc $^{3+}$)和$B'$的磁性离子与$d^3$电子配置(Ru $^{5+}$和Os $^{5+}$)。轨道选择性源于磁性离子$B'$所在的面心立方晶格的几何挫折。包括现实的结构扭曲和自旋轨道相互作用不影响过渡。预测的轨道选择性跃迁自然解释了在Sr $_2$ YRuO $_6$的电阻率中观察到的异常。其他可用的实验数据的影响进行了讨论。我们的工作表明,通过利用非二分晶格上的几何挫折,新的电子/磁性/轨道耦合相变可以发生在金属-绝缘体相边界附近的相关材料。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exploration of metastable A-site-ordered perovskites (Ca,Ba)FeO3-δ by computationally-guided multi-step synthesis
本研究结合第一性原理稳定性预测、高压合成与臭氧拓扑氧化,发现两种A位有序缺氧钙钛矿并获得其低氧缺氧化产物,为寻找新型螺旋磁相亚稳态材料提供计算指导的多步合成策略。
2025-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Study of Apparent Symmetry Breakdown in Perovskite Oxide-based Symmetric RRAM Devices
提出并分析了一种基于氧化物薄膜材料Pr 1-xCaxMnO 3(PCMO)的对称双端非易失性RRAM器件的新模型。该模型由两个完全相同的半部分组成,它们完全由相同的电阻与脉冲电压磁滞回线串联在一起。即使建模的设备是物理对称的电流的方向,它被发现表现出切换的电阻与足够的振幅和不同极性的电压脉冲的应用。器件的宇称守恒的表观击穿归因于开关期间电极附近的活性材料层的电阻的变化。因此,切换是历史相关的,这是一个对于构建真正的非易失性存储器设备非常有用的特征。一个实际的对称设备,以前没有在文献中报道,并根据所提出的模型,在PCMO材料系统制造。这种新器件的电阻的测量产生了与模型的计算滞后曲线很好地匹配的实验滞后曲线,从而证实了由新的对称模型预测的特征。
2005-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Improved Description of Perovskite Oxide Crystal Structure and Electronic Properties using Self-Consistent Hubbard $U$ Corrections from ACBN0
过渡金属氧化物,特别是钙钛矿A $B$ O $_3$中表现出的各种各样的复杂物理行为,使它们成为许多研究领域中感兴趣的材料家族,但是这些氧化物中可能存在的截然不同的电子结构在密度泛函理论(DFT)和相关方法中准确描述它们方面提出了挑战。在这里,我们评估的能力ACBN 0,最近开发的第一原理的方法来计算哈伯德$U$校正自洽,描述的结构和电子性质的第一行过渡金属钙钛矿与$\left(B=\textrm{V}-\textrm{Ni} \right)$。ACBN 0执行竞争力的混合功能的方法,如海德-Scuseria-Ernzerhof(HSE)的功能,即使当它们被优化的经验,在一小部分的计算成本。ACBN 0还比通过使用取自文献的$U$值执行的常规Hubbard $U$校正更准确地描述了氧化物的结构和带隙。
2020-04-18 cond-mat.str-el
Incoherent Charge Dynamics in Perovskite Manganese Oxides
提出了一个极小模型的钙钛矿锰氧化物显示出强烈的非相干电荷动力学与抑制Drude重量的铁磁和金属相附近的绝缘体。我们研究了一个广义双交换模型,包括三个要素:$e_g$导带的轨道简并,库仑相互作用和起伏的Jahn-Teller扭曲。我们表明,Lancz $\ddot{\rm o}$的对角化计算结合Monte Carlo采样的大幅波动的晶格畸变的结果,在光学电导率定量占实验指标。结果发现,所有这三个元素是不可缺少的,以了解这些化合物中的电荷动力学。
2000-04-14 cond-mat.str-el
Atomic layer engineering of perovskite oxides for chemically sharp heterointerfaces
合成技术和材料理解的进步产生了氧化物异质结构,其具有在其成分中无法发现的有趣物理现象。在这些结构中,界面质量的精确控制,包括氧的化学计量,是至关重要的明确定制的界面特性,与沉积的第一单层是最重要的步骤,在形成一个明确的功能界面。在这里,我们研究了界面的形成和应变演化过程中的LaAlO3在SrTiO 3的脉冲激光沉积的初始生长,在寻找一种手段,用于控制的原子锐度的接口。我们的实验结果表明,在高氧气压力下生长的LaAlO3显着提高界面的不稳定性。因此,应变弛豫的临界厚度增加,有利于钙钛矿氧化物的相干外延。这提供了一个清晰的理解,在界面形成过程中的氧气压力的作用,并使氧化物异质结构的合成与化学更尖锐的界面。
2012-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlation effects in (111) bilayers of perovskite transition-metal oxides
我们研究了钙钛矿型过渡金属氧化物LaAuO $_3$和SrIrO $_3$的人工(111)双层中相关诱导的Mott、磁性和拓扑相变,其中先前的密度泛函理论计算预测了该双层的拓扑绝缘态。利用动态平均场论结合实际的能带结构和库仑相互作用,我们发现LaAuO $_3$双层膜远离Mott绝缘区,拓扑绝缘态是稳定的.另一方面,SrIrO $_3$双层膜处于轨道选择性拓扑Mott转变的边缘,并通过反铁磁有序变为平凡绝缘体。因此,氧化物双层提供了一类新的拓扑材料,其中自旋-轨道耦合和电子-电子相互作用之间的相互作用是基本成分。
2014-05-15 cond-mat.str-el
Magnetic Phase Transition of the Perovskite-type Ti Oxides
利用具有强库仑排斥的有效自旋和赝自旋哈密顿量,从理论上研究了由Ti-O-Ti键角畸变驱动的钙钛矿型钛氧化物磁性相变的性质和机制.结果表明,随着Ti-O-Ti键角的减小,发生了A型反铁磁(AFM(A))到铁磁(FM)的相变。通过该相变,轨道状态几乎不改变,使得沿c轴的自旋交换耦合几乎连续地从正变为负,并且在相边界处近似为零。在自旋耦合中所产生的强二维性导致临界温度的快速抑制,如实验所观察到的。
2000-04-24 cond-mat.str-el
Magnetoresistance of metallic perovskite oxide LaNiO$_{3-δ}$
本文报道了金属钙钛矿氧化物LaNiO $_{3-δ}$的磁电阻(MR)随氧化学计量$δ$($δ\leq$ 0.14)、磁场(H $\leq 6T$)和温度(1.5K $\leq $ T $\leq $ 25K)的变化。我们发现一个强烈的依赖MR的性质上的氧化学计量。随着样品变得更加缺氧(即,$δ$增加),低温下的MR从正变为负。一些电阻更高的样品在$T_{min}$ $\approx$ 20 K时显示出电阻率最小值。我们发现在这些样品中,MR在T > $T_{min}$时为阳性,而在T < $T_{min}$时为阴性。我们的结论是,在没有强磁相互作用的情况下,这些氧化物中的负MR可以从弱局域化效应。
1998-07-24 cond-mat.str-el
Effects of Orbital Degeneracy and Electron Correlation on Charge Dynamics in Perovskite Manganese Oxides
在双交换模型中考虑了$e_g$导带轨道简并和库仑相互作用,采用Lancz $\ddot{\rm o}$对角化方法研究了钙钛矿锰氧化物的电荷动力学.在莫特绝缘体附近的金属相中,发现自旋极化二维系统的光学电导率在较低的Hubbard带内表现出向宽的非相干结构的重量转移以及被抑制的Drude重量.它再现了实验结果的定性特征。作为一种轨道效应,我们发现,一个异常的电荷相关性在四分之一填充抑制相干电荷动力学和信号的前体电荷排序。
1999-05-19 cond-mat.str-el
Enhanced paramagnetism of the 4d itinerant electrons in the rhodium oxide perovskite SrRhO3
多晶氧化铑(IV)钙钛矿SrRhO 3是通过高压合成技术,然后通过测量的磁化率,电阻率和比热。标题化合物每个钙钛矿单元有5个4d电子,其电阻率显示费米液体行为。磁化率很大[chi(300 K)~1.1*10^{-3} emu/mol-Rh],与1/T^2成正比(< 380 K),而在1.8 K以上没有磁长程序。比热测量表明,可能的磁贡献低于15 K,这是不预测的自旋涨落的自洽重整化理论的反铁和铁磁3D近有序金属。
2001-10-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital Disordering and metal-insulator transition with hole-doping in perovskite-type vanadium oxides
研究了具有钙钛矿结构的空穴掺杂钒氧化物Pr_{1-x} Ca_xVO_3、Nd_{1-x} Sr_xVO_3和Y_{1-x} Ca_xVO_3的填充控制金属-绝缘体转变(MIT)和相关的电子相图。掺杂水平x的增加导致G型(和C型)轨道序的熔化,在MIT之前或伴随MIT,部分地由于掺杂空穴运动,部分地由于由淬火无序产生的随机势。特别地,在Y_{1-x} Ca_xVO_3中存在的G型自旋和C型轨道有序相在空穴掺杂后立即消失,大约x=0.02。另一方面,MIT的临界掺杂水平x由未掺杂的母体化合物的电子相关强度决定。
2005-05-08 cond-mat.str-el
Doped Mott Insulators in (111) Bilayers of Perovskite Transition-Metal Oxides with a Strong Spin-Orbit Coupling
研究了在钙钛矿过渡金属氧化物(111)双层膜中实现的莫特绝缘体的电子性质。在强自旋-轨道耦合的情况下,导出了这种莫特绝缘体的低能有效哈密顿量。这些模型的特点是反铁磁海森堡相互作用和各向异性相互作用,其形式取决于$d$轨道占有率。通过对有限团簇的精确对角化分析,导出了$t_{2g}$体系的基态相图,其中包括窄参数区的Kitaev自旋液相。从玻色子平均场分析表明,新的超导状态诱导的载流子掺杂到莫特绝缘的父系统的可能性,这表明本模型系统作为独特的游乐场研究相关引起的新现象。可能的实验实现进行了讨论。
2013-02-06 cond-mat.str-el
Microscopic origin of the mobility enhancement at a spinel/perovskite oxide heterointerface revealed by photoemission spectroscopy
尖晶石/钙钛矿异质界面$γ$ O $_3$ /SrTiO $_3$具有二维电子系统(2DES),其电子迁移率超过其全钙钛矿对应物LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$中的电子迁移率超过一个数量级,尽管氧空位丰富,其充当电子供体以及散射位点。通过共振软X射线光电子能谱和\textit{ab initio}计算,我们揭示了一个尖锐的本地化类型的氧空位的存在下,由于局部破缺的钙钛矿对称性在非常接口。我们解释了非常高的迁移率减少的散射所产生的界面氧空位的优先形成和空间分离所产生的2DES在更深的SrTiO $_3$层。我们的研究结果符合运输研究,并铺平了道路缺陷工程在不同的晶体结构的氧化物的界面。
2017-10-16 cond-mat.str-el
Two-dimensional charge order in layered 2-1-4 perovskite oxides
采用蒙特卡罗模拟方法,以2-1-4层状钙钛矿结构作为层状钙钛矿氧化物中棋盘电荷有序现象的极小模型,对三维伊辛模型进行了模拟.由于层间阻挫,只有二维长程序出现沿c轴的有限相关长度。转变的临界指数作为层间耦合常数的函数连续变化。层间长程库仑相互作用呈指数衰减,即使在第二相邻层之间也可以忽略不计。相反,单斜畸变的一个tetraxine单位电池升降机的宏观简并诱导三维电荷有序。从这个观点出发,讨论了La $_{0.5}$ Sr $_{1.5}$ MnO $_4$中电荷序的维数。
2004-02-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Large Rashba parameter for 4d strongly correlated perovskite oxide SrNbO3 ultrathin films
通过测量不同厚度SrNbO3超薄膜的输运性质,利用弱反局域化理论分析磁电阻,发现自旋轨道散射时间与动量散射时间成反比,证实Rashba效应主导,并获得了迄今金属氧化物超薄膜中最大的Rashba参数。
2022-09-20 cond-mat.str-el
Magnetoresistance in ordered and disordered double perovskite oxide, Sr$_2$FeMoO$_6$
我们制备了晶体学上有序和无序的双钙钛矿结构的Sr $_2$ FeMoO $_6$样品,并研究了它们的磁电阻行为。在两个样品中的Fe和Mo的网站之间的顺序的程度是由粉末X-射线衍射图谱的Rietveld分析确定的,并通过穆斯堡尔研究重新确认。虽然有序的样品表现出尖锐的低场响应,其次是在较高的磁场中的磁阻适度的变化,无序的样品的特点是没有壮观的低场响应。我们认为,低场响应关键取决于半金属铁磁性,而高场响应如下从样品的整体磁性,即使在没有半金属状态。
2000-03-14 cond-mat.str-el
Exploring the role of nonlocal Coulomb interactions in perovskite transition metal oxides
采用 DFT+U+V 方法研究钙钛矿过渡金属氧化物,发现非局域位间库仑相互作用 V 与局域 U 相当,对能带重整化和准确再现实验磁序至关重要。
2024-09-07 cond-mat.str-el
Different routes to charge disproportionation in perovskites-type Fe oxides
铁钙钛矿CaFeO_3和La_{0.33} Sr_{0.67} FeO_3表现出电荷双反作用,分别形成Fe^{3+}:Fe^{5+} =1:1和=2:1的电荷有序态。我们对CaFeO_3进行了光电子能谱和非限制Hartree-Fock能带结构计算,并与La_{0.33} Sr_{0.67} FeO_3进行了比较。随着温度的降低,CaFeO_3和La_{0.33} Sr_{0.67} FeO_3一样,费米能级附近的光谱权重逐渐减小,但晶格畸变只发生在CaFeO_3中。Hartree-Fock计算表明,CaFeO_3中的呼吸畸变和倾斜畸变都是引起电荷双反的必要条件,而La_{0.33} Sr_{0.67} FeO_3中的电荷双反不需要晶格畸变。
2002-07-10 cond-mat.str-el
Charge ordering, stripes and phase separation in manganese perovskite oxides: an STM/STS study
锰钙钛矿氧化物中与巨磁电阻(CMR)相关的相变的微观表征是理解其潜在机制的一个非常重要的组成部分。扫描隧道显微镜(STM)是最适合调查他们的一些报告的特点,包括电荷有序,晶格畸变,和电子相分离。在这里,我们研究Bi 1-XCaXMnO 3(BCMO)与x=0.76。在该组成下,BCMO在冷却时形成绝缘电荷有序相,其作为温度的函数的研究将允许识别金属-绝缘体相变(MIT)的原子尺度特征。我们观察到不同的原子尺度相在温度以上和以下的MIT,具有非常不同的电子和结构特征。结合STM显微照片和电流-电压隧穿特性,我们发现,电荷排序与局部导电状态(金属或绝缘)和局部结构顺序。此外,STM示出了这些相的共存,如对于一阶相变所预期的。
2005-11-05 cond-mat.str-el
Magnetic and Orbital States and Their Phase Transition of the Perovskite-Type Ti Oxides: Strong Coupling Approach
利用具有强库仑排斥的有效自旋和赝自旋哈密顿量,从理论上研究了由Ti-O-Ti键角畸变驱动的钙钛矿型钛氧化物磁性相变的性质和机制.结果表明,随着Ti-O-Ti键角的减小,发生了A型反铁磁(AFM(A))到铁磁(FM)的相变。通过这种相变,轨道状态变化很小,而沿c轴的自旋交换耦合预计从正到负几乎连续变化,并在相边界处接近零。在自旋耦合中产生的强二维性导致临界温度的快速抑制,如实验所观察到的。它可能在这个区域引起大的量子涨落。
2001-02-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-Dimensional Charge Localization at the Perovskite Oxide Interface
原子尺度的无序和电荷(去)局域化效应具有重要意义,它们为揭示强关联和弱关联在凝聚态系统中的作用提供了重要的见解。对于钙钛矿氧化物异质结构,虽然通过各种外部刺激引入的无序对界面二维(2D)电子的(去)局域化有很强的影响,这些因素本身不能完全解释界面杂化具有非常强影响的系统的电荷动力学。这里,我们确定了在LaAlO_3/SrTiO_3(LAO/STO)体系中,位移的二维自由电子处于特定的杂化态。该实验研究结合了传输测量和温度依赖的X-射线衍射。X射线吸收光谱,并建议2D电子的本地化可以通过温度降低或离子液体门控诱导,它适用于无定形和结晶界面具体地说,我们证明了界面杂化在调节二维电子局域化效应中起着关键作用,我们的研究解决了二维电子局域化的位置,突出了界面杂化的重要性,并开启了进一步的科学研究其对氧化物异质界面中二维电荷局域化的影响。
2022-10-26 cond-mat.str-el
Electronic structure of the highly conductive perovskite oxide SrMoO$_3$
本研究通过角分辨光电子能谱测绘SrMoO$_3$薄膜的费米面与准粒子色散,发现其存在弱到中等电子关联效应,还提出结合动力学平均场理论与密度泛函展开的谱函数计算方法,且与实验结果吻合良好。
2022-03-11 cond-mat.str-el
Successive Phase Transitions in a Metal-Ordered Manganite Perovskite YBaMn2O6
采用粉末X射线衍射、DSC、磁化率和电阻率等测试手段研究了金属有序钙钛矿结构YBaMn_2 O_6的结构、磁性和电学性质。结果表明,该材料在Tc 1 =520 K时发生了一级结构相变,从准正交(单斜)相转变为准四斜(单斜)相。伴随着这种转变,磁化率表现出急剧下降,铁磁交换相互作用成为反铁磁。此外,还观察到了另外两个相变,即在Tc 2 =480 K处的金属-绝缘体相变和在Tc 3 =200 K处的反铁磁有序.
2001-10-05 cond-mat.str-el
Integer spin-chain antiferromagnetism of the 4d oxide CaRuO3 with post-perovskite structure
在后钙钛矿结构的CaRuO 3(Ru ~(4+):4d ~ 4,Cmcm)中发现了准一维磁性,它与钙钛矿结构的CaRuO 3(Pbnm)是等组成的。一个反铁磁自旋链函数与-J/kB = 350 K很好地再现了实验曲线的磁化率与温度,表明长程反铁磁关联。磁性各向异性可能是由于dyz -2 p-dzx和dzx -2 p-dyz沿a轴的超交换键。比热的索末菲系数很小,为0.16(2)mJ mol ~(-1)K ~(-2),说明磁性反映了4d电子的局域性质。据我们所知,这是在4d电子系统中首次观察到整数(S = 1)自旋链反铁磁性。
2011-04-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of superconductivity in hole doped SrBiO3 bismuth oxide perovskite from parameter-free first-principles simulations
最近发现的镍氧化物超导体突出了第一性原理模拟的重要性,以了解在超导核心的束缚电子的形成。然而,氧化物中的超导性通常归因于密度泛函理论(DFT)无法正确考虑的强电子相关效应,从而使该技术不合格。作为镍氧化物的同构,Sr 1-xKxBiO 3超导体形成了一个理想的测试平台,用于揭示(i)模拟复杂超导体所需的最低理论水平和(ii)产生超导性的潜在配对机制。在这里,我表明,无参数DFT模拟捕捉所有的实验功能和相关的量的Sr 1-xKxBiO 3超导体,包括预测的绝缘金属相变后,增加K掺杂含量和电子-声子耦合常数为1.22,与1.3 +/- 0.2的实验值急剧一致。进一步证明了铋酸盐超导性的先决条件是接近一个结晶相。这项工作强调,适当执行DFT是一个足够的平台,研究复杂氧化物的超导性。
2022-09-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Parameters of the Dzyaloshinsky-Moriya type weak ferromagnetism for some perovskite compounds
具有4-f和3-d过渡金属的畸变钙钛矿结构的化合物,具有共同的化学式LnTO 3(其中Ln是稀土元素,T是来自Fe族的元素),是这两个族元素的最多重的二元氧化物。该结构的宽范围稳定性允许实现镧系元素与除镍之外的所有过渡金属的组合。在这些氧化物中存在着一些有趣的物理现象,如电荷和轨道有序、两种金属相对独立的磁晶格、特殊的磁结构、高的光学指示性、巨磁电阻、磁电阻效应等。我们研究了纯铁氧体和铬基材料以及混合型氧化物如HoxTb_(1-x)O_3,HoMn_xFe_(1-x)O_3,HoMnxCr 1-xO 3和DyFexCr 1-xO 3。
2007-01-29 cond-mat.str-el
Charge and orbital ordering in Fe and Mn perovskite oxides far from half- doping by resonant x- ray scattering
在空穴掺杂的钙钛矿氧化物中,在金属到绝缘体转变处超晶格周期性的出现响应于局部原子结构以及电子和自旋密度分布的重排。最初,基于棋盘式原子分布的离子模型用于描述半掺杂锰氧化物中产生的低温电荷和轨道有序(COO)相。在过去的几年里,共振X射线散射(RXS)能力的开发已经表明需要重新审视这些概念并改进图片。然而,我们已经意识到,COO是一种比预期更常见的现象,可以在各种掺杂水平下观察到。本文比较了最近用RXS对La_(0.4)Sr_(1.6)MnO_4(x=0.60)和La(Pr)_(1/3)Sr_(2/3)FeO_3(x=0.67)的实验数据。第一个示出了与在x=0.5的样品中发现的COO相类似的COO相,但是角峰位置与T的关系表示超晶格反射的不可分辨性。同时,在所研究的铁氧体中的相称的CO相的分析强调了结构变化的作用,也涉及La(Sr)和O原子。
2009-10-30 cond-mat.str-el
Strain-induced tuning of the electronic Coulomb interaction in 3d transition metal oxide perovskites
外延应变为调节过渡金属氧化物的物理参数提供了一条有效的途径。到目前为止,大多数研究都集中在带宽和晶体场分裂的应变的影响,但最近的实验和理论工作表明,也有效的库仑相互作用的结构修改后的变化。这种效应预计将是最重要的,在当前的材料工程研究的基础上,基于外延材料合成。在这里,我们进行约束随机相近似计算的原型氧化物具有不同的占领d壳,LaTiO 3(d1),LaVO 3(d2),和LaCrO 3(d3),并系统地研究了有效的库仑相互作用(哈伯德U和Hund的J)的演变时,施加外延应变。令人惊讶的是,我们发现应变响应强烈依赖于材料。对于LaTiO 3,相互作用参数由轨道的局部化程度决定,并且随着拉伸应变的增加而增长。相反,LaCrO3显示出相反的趋势:拉伸应变时的相互作用参数收缩。这是由于更大的电子填充而引起的增强的屏蔽。LaVO3表现出中间行为。
2018-06-14 cond-mat.str-el
muSR Investigation of magnetically ordered states in A-site ordered perovskite manganites RBaMn2O6 (R = Y and La)
用μ子自旋弛豫方法研究了A位有序钙钛矿锰氧化物LaBaMn_2 O_6和YBaMn_2 O_6的磁有序态。我们的数据揭示了这些材料的磁有序状态的性质的显着差异。对于LaBaMn 2 O 6,在铁磁状态下低于~ 330 K的muSR时间谱显示出强烈的不均匀相,让人想起格里菲斯相。在这个磁性不均匀的相,反铁磁状态的发展低于150 K,显示良好定义的静态内部磁场,但在低温下仅达到30%的体积分数。一个广泛的分布muSR弛豫率推断下降到最低温度。这种行为类似于A位无序的La0.5Ba0.5MnO3。另一方面,对于YBaMn 2 O 6,muSR时间谱的(i)的电荷和轨道有序和(ii)的顺磁相揭示相当均匀的状态,即,指数松弛的顺磁状态和定义良好的μ子自旋振荡的反铁磁状态。
2012-09-25 cond-mat.str-el
Stabilization of A-site ordered perovskites and formation of spin-half antiferromagnetic lattice: CaCu$_3$Ti$_4$O$_{12}$ and CaCu$_3$Zr$_4$O$_{12}$
A位有序钙钛矿CaCu $_3$ B $_4$ O $_{12}$是常规ABO $_3$钙钛矿的衍生物,其表现出不同的电子和磁性。为了研究Cu在这一工作中的作用,我们研究了CaCu $_3$ Ti $_4$ O $_{12}$和CaCu $_3$ Zr $_4$ O $_{12}$,并提出了从传统的ABO $_3$钙钛矿中结晶出A位有序钙钛矿的原因以及导致这些系统中非平凡和实验建立的G型反铁磁(G-AFM)有序稳定化的潜在机制。第一性原理电子结构计算和声子研究表明,CuO $_{12}$二十面体的Jahn-Teller畸变驱动了A位有序钙钛矿的形成.晶体轨道哈密顿布居分析和自旋二聚体分析估算的磁交换相互作用表明,最近邻和次最近邻相互作用(J $_1$和J $_2$)是直接的弱铁磁相互作用,而第三邻相互作用(J $_3$)是异常强的反铁磁相互作用,是由间接超交换机制驱动的.结构几何表明,G-AFM的稳定需要J $_1$ $<$ 2 J $_2$,J $_1$ $<$ 2 J $_3$。尼尔温度的实验值和理论值符合$U$ $\approx$ 7 eV,突出了强相关的作用。磁有序被发现是强大的压力和应变。
2022-08-22 cond-mat.str-el
Spin-state transition and spin-polaron physics in cobalt oxide perovskites: ab initio approach based on quantum chemical methods
基于量子化学波函数方法的从头计算方法研究了3d金属化合物LaCoO 3的多轨道电子结构.强的短程电子相关,涉及Co和O轨道,处理多参考技术。这种方法避免了使用有效参数如Hubbard U和轨道间U ',J项以及与其显式计算相关的问题。我们提供了新的见解自旋态转变在约90 K和掺杂材料中的载流子的性质。我们的结果表明,当T>90 K时,LaCoO 3中形成了t4 e2高自旋态.此外,我们通过类Zhang-Rice O空穴态和铁磁团簇的形成解释了低温轻掺杂化合物中的顺磁相。
2008-04-16 cond-mat.str-el
Dislocation Majorana zero modes in perovskite oxide 2DEG
目前许多探测马约拉纳零模的实验工作都集中在探测具有强自旋轨道耦合的量子线的边界上。在具有非平凡弱拓扑指数的二维超导体中,同样类型的Majorana零模也可以在晶体位错中实现。与Abrikosov涡旋不同,在这样的位错中,除了Majorana零模之外没有其他低的中隙态,因此它避免了在实验检测中遇到的常见并发症,例如扫描隧道显微镜(STM)测量。我们将表明,使用Ti或Ta原子的$t_{2g}$轨道的各向异性色散,当SrTiO $_3$或KTaO $_3$的表面2DEG变得超导时,可以实现这样的弱拓扑超导性,这可以通过固有配对或接近现有的s波超导体发生。
2015-05-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con