Electronic Origin of Non-Zone-Center Phonon Condensations: Octahedral Rotations as A Case Study
不稳定的区界声子模式驱动原子位移与丰富的属性。然而，不稳定性的电子起源仍有待明确解释。在这里，我们提出，属于不同波矢的布洛赫态之间的键合相互作用导致通过伪或二阶Jahn-Teller效应的不稳定性。我们的第一性原理计算和基于表象理论的分析表明，阴离子配位八面体的旋转，一个典型的例子，带边界声子凝聚，是由这种键合机制。所提出的机制对任何非带心声子凝聚都是通用的，并且可以提供一种理解晶体中结构相变起源的一般方法。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Structural relaxation and Jahn-Teller distortion of LaMnO3 (001) surface
采用经典原子模拟方法，详细研究了正交相LaMnO_3（001）表面的结构弛豫和Jahn-Teller畸变。据发现，MnO 2终止的表面是更积极有利的比氧化镧终止的表面由0.34 eV。在LaMnO_3（001）表面，MnO_6八面体的Mn-O键长标准偏差和Jahn-Teller畸变发生振荡。我们模拟的表面原子位移进行了比较，一些从头算研究。
2009-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of anisotropic thermal expansion and Jahn-Teller effect in double perovskites Sr$_{2-x}$La$_x$CoNbO$_6$ using neutron diffraction
利用变温中子粉末衍射（NPD）研究了双钙钛矿结构Sr $_{2-x}$ La $_x$ CoNbO $_6$（$x=$ 0.4和0.6）的结构变化和磁相互作用。在$x=$ 0.4和0.6样品之间观察到从四斜晶系（$I4/m$）到单斜晶系（$P2_1/n$）的结构相变。有趣的是，晶胞参数的温度演变遵循Grüneisen近似，并且分析表明$x=$ 0.4样品的各向同性热膨胀，而$x=$ 0.6样品显示各向异性，其中沿$c$轴的热膨胀显著偏离Grüneisen函数。我们在CoO $_6$中观察到$z$ -out Jahn-Teller畸变，并因此在相邻的NbO $_6$八面体中观察到$z$ -in畸变。随着La取代的增加，八面体畸变程度的降低是显而易见的，从B位原子周围的局部畸变参数$Δ$的显着减少。
2022-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of rare earth ion size on the stability of the coherent Jahn-Teller distortions in undoped perovskite manganites
我们提出了一个理论研究的稀土离子，通常被称为化学压力的大小之间的关系，在未掺杂的钙钛矿锰氧化物的相干Jahn-Teller扭曲的稳定性。使用以原子尺度对称模式表示的Keating模型，我们表明在Jahn-Teller能量项内均匀剪切变形和交错屈曲变形之间存在耦合。据发现，这种耦合提供了一种机制，通过这种机制，较小的稀土离子的相干Jahn-Teller失真更稳定。分析了在低于Jahn-Teller有序化温度时均匀剪切畸变的出现，估算了NdMnO_3和LaMnO_3的Jahn-Teller有序化温度及其变化，得到了畸变之间的关系。我们发现理论结果和实验数据之间有很好的一致性。
2012-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Jahn-Teller, polarity and insulator-to-metal transition in BiMnO3 at high pressure
多铁性材料中共存的结构不稳定性的相互作用，在体材料和应变薄膜中产生了有趣的耦合现象和异常丰富的相图。在这里，我们研究了多铁性BiMnO 3与其独特的6s 2电子和四个相互作用机制：电极性，八面体倾斜，磁性，和合作Jahn-Teller失真。我们已经探讨了高压下的结构转变，同步辐射X射线衍射和拉曼光谱高达60 GPa。我们发现，BiMnO 3显示压力下丰富的序列的五个阶段具有各种各样的结构和性能，包括金属相高于53 GPa，并在37和53 GPa之间，一个强烈拉长的单斜相，允许铁电性，这与传统的预期，铁电性消失在压力下。在7和37 GPa之间，Pnma结构保持非常稳定，但以不同于在原型正交Jahn-Teller扭曲钙钛矿LaMnO 3中观察到的行为的方式显示出Jahn-Teller扭曲的减少。
2014-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Small Polaron Localization, Jahn-Teller Distortion and Defects in La0.67Ca0.33MnO3: An Infrared Spectroscopy and X-ray Absorption Analysis
采用红外反射率和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）相结合的方法研究了不同方法制备的具有不同绝缘体-金属转变温度（TIM）的La_（0.67）Ca_（0.33）MnO_3固溶体。虽然小极化子分析的光学电导率提供了一个自然的描述为较高的频率反射率尾的导电样品，我们的结构结果是符合两个非等效的网站在绝缘相的优质样品。这些网站，一个为Mn 3 + Jahn-Teller扭曲八面体和另一个为Mn 4+离子，逐渐变成一个动态平均低于过渡TIM。另一方面，载体屏蔽反共振近红外纵向光学模式，以上TIM，镜热激活小极化子弱拖尾EXAFS振荡。我们认为这与Mn的K边吸收带中缺少M3+、M4+的显式结构有关。额外的八面体，在较高的电阻率样品低于TIM的EXAFS检测，似乎被排除在参与的动态的绝缘体-金属过渡转移TIM向较低的温度。
2003-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Octahedral rotation-induced ferroelectricity in cation ordered perovskites
对电场可调的电、磁和轨道（EMO）材料的日益增长的需求重新引起了人们对复杂钙钛矿氧化物中的铁电性及其与EMO性质的耦合的兴趣。实现自发极化的历史设计策略涉及二阶Jahn-Teller（SOJT）活性阳离子的掺入。然而，挑战在于，这种机制仅限于特定的化学物质，并且所产生的极性畸变在很大程度上与EMO特性无关，从而限制了它们作为场可调谐多功能技术材料的用途。在这里，我们报告的晶体化学标准，绕过这些限制，并使新材料的合理设计显示八面体旋转诱导铁电性-一种创新的路线，实现电极化的强度，而不需要SOJT阳离子-从非极性积木。该策略利用了中心八面体旋转模式，其强烈耦合到EMO性质，以及在非极性$AB$ O $_3$钙钛矿中通常观察到的阳离子排序。通过将可切换的电极化的强度与过渡金属氧八面体的连接性结合，可以对材料性质进行电场控制。
2012-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Jahn-Teller distortion induced charge-ordering in CE phase of manganites
研究了半掺杂锰氧化物中CE相的电荷有序性，认为电荷有序性是由MnO6八面体的Jahn-Teller畸变引起的，而不是由电子间的库仑排斥引起的。在考虑Jahn-Teller效应的双轨道双交换模型框架下，对作为CE相基本结构单元的铁磁锯齿链进行了定量计算，结果表明，在电荷有序CE相中，Mn阳离子的电荷交换率小于13%.此外，我们还预测了当Jahn-Teller效应足够弱时，会发生负电荷的电离。
2005-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Jahn-Teller distortions as a novel source of multiferroicity
Jahn-Teller效应是现代量子物理和化学中一个迷人而普遍存在的现象。本文提出了一类黄长石结构的氧化物Ba $_2$ TGe $_2$ O $_7$（T=V，Ni），其中Jahn-Teller畸变是电极化的强度出现的主要原因。在所提出的机制的核心在于缺乏由四面体配位的过渡金属离子显示的反转对称性，这允许极性Jahn-Teller扭曲的凝聚，与具有钙钛矿结构的常规铁电氧化物的典型八面体配位不一致。由于过渡金属离子的非中心对称局部环境也激活了磁致电极化的强度的自旋相关杂化机制，因此在这类低对称性材料中可以实现具有内在磁电相互作用的适当的多铁性相。
2015-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Jahn-Teller-driven Phase Segregation in Mn$_{x}$Co$_{3-x}$O$_{4}$ Spinel Thin Films
本研究通过分子束外延合成Mn$_{x}$Co$_{3-x}$O$_{4}$尖晶石薄膜，发现随Mn含量增加出现相分离，归因于立方与四方结构的不相容，为材料性质差异提供解释。
2022-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Phonon study of Jahn-Teller distortion and phase stability in NaMnO$_2$ for sodium-ion batteries
正极材料在充放电过程中会发生各种相变，结构转变对电池性能有显著影响。虽然声子性质可以为结构稳定性和转变提供直接线索，但在钠阴极材料中探索较少。在这里，使用第一性原理计算，我们调查的声子和电子性质的各种层状NaMnO $_2$材料，特别是专注于Mn $^{3+}$的Jahn-Teller畸变的依赖性。声子色散曲线表明，与未畸变的O3和P2结构相比，具有Jahn-Teller畸变的O $'$ 3和P $'$ 2结构是动态稳定的. O3和P2结构的结构不稳定性直接从虚声子频率观察到，作为所谓的声子软模，其相应的位移来自于MnO $_6$八面体中O原子沿局部Mn-O键方向的扭曲。这与实验稳定性和在高Na浓度下具有Jahn-Teller畸变的结构转变一致。此外，轨道分解态密度呈现出由$e_g$带分裂等Jahn-Teller畸变引起的轨道重新分布，O $'$ 3和P $'$ 2的稳定性对电子-电子关联不敏感.我们的研究结果表明声子分析的重要性，以进一步了解结构的稳定性和相变的阴极材料。
2022-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Jahn-Teller distortion driven ferromagnetism in a perovskite fluoride monolayer
本研究发现钙钛矿氟化物KCrF₃单层可保留块体中的Jahn-Teller畸变，产生交错轨道有序和铁磁性，阐明了不同结构畸变对性质的影响，为二维铁磁体设计提供了新思路。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic origin of pressure-induced isosymmetric transitions in fluoromanganate cryolites
采用第一性原理密度泛函理论计算，研究了流体静压诱导的氟化物冰晶石Na $_3$ MnF $_6$中Mn-F Jahn-Teller键轴的重取向.我们发现一个一阶等对称过渡晶体学等效的单斜结构之间发生在约2.15 GPa，与早期的实验研究一致。对同构$3d^0$ Na $_3$ ScF $_6$的类似计算表明，在6.82 GPa以下没有跃迁的证据。模式晶体学分析的压力依赖的结构在附近的过渡揭示了一个明确的演变的Jahn-Teller键的扭曲与不对称的拉伸的赤道氟原子的MnF $_6$八面体单位的合作。我们确定的$3d^4$扬-泰勒活性锰（III）的$e_g$流形的轨道占有率的变化负责过渡，这稳定了一个单斜$P2_1/n$变体超过其他。
2014-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Large Jahn-Teller shifts and splittings observed in halide perovskite CsPbBr3
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（西波希米亚大学新技术研究中心）；IMDEA Nanociencia（IMDEA纳米科学研究所）
本研究在CsPbBr3中观测到姜-泰勒效应相关的能带位移与分裂，关联其与PbBr6八面体畸变的关系，揭示了卤化物钙钛矿的强电子-晶格相互作用。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Neutron Diffraction Evidence for Local Spin Canting, Weak Jahn-Teller Distortion, and Magnetic Compensation in Ti$_{1-x}$Mn$_{x}$Co$_2$O$_4$ Spinel
用中子衍射和磁化率方法对Mn取代的铁磁反尖晶石Ti $_{1-x}$ Mn $_{x}$ Co $_2$ O $_4$在1.6 K $\leq$ $T$ $\leq$ 300 K温度区间进行了系统的研究。我们的中子衍射研究揭示了所有Jahn-Teller活性离子$T$ = Mn $^{3+}$，Ti $^{3+}$和Co $^{3+}$的$T$ O $_6$八面体的协同畸变，这一点被X射线光电子能谱所证实。两种特定的成分（$x$ = 0.2和0.4）的选择是因为其独特的功能：非共线的Yafet-Kittel型排序，以及与${c/a}$ $<$ 1的弱四重畸变，其中顶端键长$d_c$（$T_B$ -O）长于赤道$d_{ab}$由于Mn $^{3+}$离子的$e_g$能级分裂成$d_{x^2-y^2}$和$d_{z^2}$，因此，在一个实施方案中，Mn离子的$e_g$能级被分解为（$T_B$ -O）。对于$x$ = 0.4，由于三价Mn的含量较高，与$x$ = 0.2相比，$T_B$ O $_6$八面体中的畸变更强。铁磁有序$x$ = 0.4和$x$ = 0.2集在110.3和78.2 K，分别由于不平等的磁矩的阳离子，其中Ti $^{3+}$，Mn $^{3+}$，和Co $^{3+}$占据八面体，而，Co $^{2+}$坐在四面体网站。此外，还可以观察到弱的反铁磁分量垂直于亚铁磁分…
2020-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-Lattice Interplays in LaMnO3 from Canonical Jahn-Teller Distortion Notations
LaMnO $_3$被认为是典型的Jahn-Teller钙钛矿化合物，在$T_{JT} = 750K$处表现出与电子轨道有序和大的晶格Jahn-Teller畸变的联合出现相关的金属到绝缘体的转变。从第一性原理出发，我们重新审视了LaMnO $_3$的行为，并表明它不仅倾向于轨道有序，而且倾向于电荷有序。电荷和轨道排序似乎都是通过氧八面体的旋转来实现的，它们之间的微妙竞争是由一个大的四方压缩应变来监测的，这本身就是一个Jahn-Teller主动畸变。同样，铁磁序和反铁磁序的竞争是同一个四元应变的奴隶。我们的结果进一步表明，金属到绝缘体的转变可以被认为是一个Peierls转变，是由自旋对称性破缺。因此，顺磁态中的动态自旋涨落通过它们产生的瞬时对称性破缺来稳定绝缘相，并且从静态DFT计算中适当地捕获。作为我们讨论的基础，我们介绍规范符号的晶格畸变钙钛矿扭曲的氧octedra和连接到电荷和轨道排序。
2020-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Jahn-Teller active fluoroperovskites $A\mathrm{CrF_3}$ $A=\mathrm{Na^+},\mathrm{K^+}$: thermo- and magneto optical correlations as function of the $A$-site
铬（II）氟钙钛矿$A\mathrm{CrF_3}(A\mathrm{=Na^+,K^+})$在低温下是强相关的Jahn-Teller活性材料。在本文中，我们研究的作用，$A$ -网站离子在这个家庭的氟钙钛矿使用实验方法（XRD，光吸收光谱和磁场）和DFT模拟。温度依赖的光吸收实验表明，只有在2K时，$A$ = Na的自旋允许跃迁$E_2$和$E_3$才能完全合并.在2 K下的光吸收测量结果表明，$\mathrm{NaCrF_3}$中自旋允许跃迁的振荡强度随外加电场的增加而增加.在低于Neél温度的${\rm KCrF_3}$中观察到抑制自旋翻转跃迁的直接磁结构相关性。在${\rm NaCrF_3}$中，自旋翻转跃迁在低于9 K时突然消失，揭示了与晶体结构变化无关的磁光相关性。这表明，随着长程有序性的降低，单个${\rm CrF_6^{4-}}$八面体中的局部JT效应控制了所观察到的行为。我们的结果表明，从模式发现的等电子$A_x{\rm MnF}_{3+x}$系统的明显偏差。的$A$ -网站阳离子的大小被证明是中央在支配的物理性质和相变在$A{\rm CrF}_3$，开辟了可能性的变化的组合物，以创建新的物质状态与可调性能。
2020-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Peculiarities of the local structure in new medium- and high-entropy, low-symmetry tungstates
合成并表征了新的单斜（$P2$ / $c$）钨酸盐--中熵钨酸盐（Mn，Ni，Cu，Zn）WO $_4$和高熵钨酸盐（Mn，Co，Ni，Cu，Zn）WO $_4$。粉末X射线衍射和拉曼光谱证实了它们的相纯度和固溶体性质。X射线吸收光谱被用来探测金属阳离子周围的局部结构。基于理想固溶体模型的原子结构通过同时分析多个金属吸收边处的扩展X射线吸收精细结构光谱进行优化-（Mn，Ni，Cu，Zn）WO $_4$为五个，（Mn，Co，Ni，Cu，Zn）WO $_4$为六个-通过反向蒙特卡罗模拟。在这两种化合物中，Ni $^{2+}$离子具有最强的倾向，以组织其局部环境，并形成轻微扭曲的[NiO $_6$ ]八面体，而Mn $^{2+}$，Co $^{2+}$和Zn $^{2+}$离子具有强烈扭曲的八面体配位。最有趣的结果是在（Mn，Ni，Cu，Zn）WO $_4$和（Mn，Co，Ni，Cu，Zn）WO $_4$中[CuO $_6$ ]八面体的形状不同于在纯CuWO $_4$中发现的，其中存在强的Jahn-Teller畸变：[CuO $_6$ ]八面体随着稀释度的增加而变得更规则。
2022-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Displacive Jahn--Teller transition in NaNiO$_2$
本研究利用中子全散射、NMR、EXAFS 及 AIMD 模拟作为局域探针，首次通过直接观测证明了 NaNiO$_2$ 在相变温度下发生的是位移型而非有序-无序型 Jahn-Teller 相变。
2024-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Density functional electronic spectrum of the $Cu O_{-6}^{-10}$ cluster and possible local Jahn-Teller distorsions in the La-Ba-Cu-O superconductor
本文采用广义梯度近似下的密度泛函理论（DFT）方法研究了La-Ba-Cu-O超导体系中Jahn-Teller（JT）或PJT型局域畸变的可能性.在模拟超导体的背景下，对CuO ${_{6}}^{-10}$拉长八面体团簇的电子基态进行了计算和相应的群论分类.做这项研究的动机的一部分是，顶端的CuO ${_{6}}^{-10}$簇变形的起源是不是由于一个纯粹的JT效应，因此有一个非{ \it先验}的条件，以消除母正八面体的电子基态的简并性。我们提出了一个比较分析的对称性分类的电子光谱与以前报道的结果使用非限制性Hartree-Fock计算（UHF）。DFT和UHF计算都产生非简并电子基态，因此不具有纯JT效应的必要条件。然而，在DFT计算中的最高占据分子轨道附近的简并E $_{g}$状态的出现，表明负责氧化的CuO $_{6}^{-9}$簇的局部变形的PJT效应的可能性。
2003-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Investigations of the g factors and local structure for orthorhombic Cu^{2+}(1) site in fresh PrBa_{2}Cu_{3}O_{6+x} powders
利用正交拉长八面体下3d^9离子g因子的微扰公式，对新鲜PrBa_{2} Cu_{3} O_{6+x}粉末中正交Cu^{2+}（1）位的电子顺磁共振g因子gx，gy和gz进行了理论研究.由叠加模型得到的正交场参数描述了由于Jahn-Teller效应引起的Cu^{2+}（1）格位附近的局域正交畸变。发现[CuO_6]^{10-}配合物沿c轴的轴向伸长约为0.04 Ω，沿a和b轴的相对键长变化约为0.09 Ω，具有Jahn-Teller性质.基于上述局部结构的g因子的理论计算结果与实验数据符合较好。
2012-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Van Vleck Analysis of Angularly Distorted Octahedra using VanVleckCalculator
针对角度畸变导致八面体 Van Vleck 模式难以完整计算的问题，本文提出保留角度畸变的计算方法，发布 Python 工具 VanVleckCalculator，并用剪切分数 $η$ 预测剪切与角度畸变的相关性。
2023-11-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Origins Vs. fingerprints of the Jahn-Teller effect in d-electron ABX$_3$ perovskites
Jahn-Teller（JT）畸变可以消除部分占据状态中的电子简并并导致系统的原子位移，这是在3d钙钛矿中观察到的许多有趣现象的共同基本特征，包括磁性，超导性，轨道有序性和巨磁阻。尽管开创性的Jahn和Teller定理在近一个世纪前就已经提出，但钙钛矿材料中这种效应的起源仍然存在争议，包括超交换，自旋-声子耦合，空间诱导晶格畸变和强动力学相关效应等命题。在这里，我们分析背后的Jahn-Teller运动和相关的电子指纹在ABX 3化合物的全方位的驱动力。我们确定（i）化合物，是倾向于电子驱动的不稳定性（即纯JT效应），例如KCrF 3、KCuF 3或LaVO 3，并继续弛豫结构，定量发现JTD与实验非常一致;（ii）尽管有轨道简并性，但不显示电子驱动的JTD的化合物如LaMnO 3或LaTiO 3，因为它们的强杂化B，d-X，p状态供应，但太弱的JT力，以克服所需的原子扭曲;（iii）虽然LaVO 3表现出类似的B，d-X，p杂化的LaTiO 3，前一种化合物表现出强大的电子不稳定性，而LaTiO 3具有零稳定能，原因是LaVO 3有两个电子t2 g2相对于LaTiO 3只有一个t2 g1。(iv)我们解释了“轨道排序”的趋势，即电子占据轨道，指向所有最近邻3d原子之间的正交方向。因此，我们提供了一个统一的视野来解释八面体变形的钙钛矿，在不符合常识，不需要著名的莫特-哈伯德机制。
2019-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain induced stabilization of a static Jahn-Teller distortion in the O$^*$-phase of La$_{7/8}$Sr$_{1/8}$MnO$_3$
在室温下，散装的La $_{7/8}$ Sr $_{1/8}$ MnO $_3$是在动态的Jahn-Teller O $^*$相，但经历了一个静态的，磁有序的Jahn-Teller相在较低的温度下的过渡。在这里，我们研究了$6$晶胞薄膜的这种化合物生长在SrTiO $_3$，导致小的压缩应变由于晶格失配的$\lesssim 0.2\%$。我们结合X射线吸收光谱和多重态配位场理论来研究Mn在薄膜中的局域电子和磁性。我们确定的Mn $d_{3z^2-r^2}$轨道是$0.13\;\text{eV}$低于能量的$d_{x^2-y^2}$，这是一个不成比例的大分裂的小程度的压缩应变。我们解释这是由于应变提供了一个择优取向的MnO $_6$八面体，这是非常容易受到这样的变形附近的相变。因此，它们沿着$c$轴共同伸长成静态Jahn-Teller排列。此外，我们证明了强共价字符的La $_{7/8}$ Sr $_{1/8}$ MnO $_3$，与近$50\%$的一个配体空穴配置$d^{5} \underline{L}^1$的基态波函数的贡献。最后，我们发现该系统是在一个高自旋的配置，与当地的磁矩在量子化轴上的投影约为$3.7\;μ_{\text{B}}/\text{Mn}$。然而，我们表明，该系统是接近高自旋-低自旋的转变，这可能是由晶体场效应触发。
2020-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dome-like pressure-temperature phase diagram of the cooperative Jahn--Teller distortion in NaNiO$_2$
本研究针对含Ni³⁺的层状材料NaNiO₂，通过变压同步辐射X射线衍射发现其协同Jahn--Teller畸变的压力-温度相图呈穹顶状，揭示了压力对其相变温度的调控作用。
2025-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for nano-scale inhomogeneities in bilayer manganites in the Mn\sp{4+} rich region: $\bm{0.54 \leq x \leq 0.80}$
采用原子对分布函数（PDF）技术研究了掺杂范围为$0.54 \leq x \leq 0.80$的天然双层锰氧化物\lsmo中原子的局域结构响应。我们的低温中子粉末衍射测量表明，当其有序磁结构从A型（$0.54 \leq x \leq 0.66$）向C/C型$^*$（$0.74 \leq x \leq 0.90$）有序过渡时，两种不同的Jahn-Teller（JT）畸变MnO $_6$八面体共存。在低温下，在所有掺杂水平下，掺杂空穴主要存在于双层的平面中。在A型磁有序区中，$_g$电子在平面上明显离域，形成未畸变的八面体，而在C/C型$^*$区中，JT畸变八面体明显拉长.这与非均匀共存的离域和局域电子态的存在是一致的。没有观察到宏观相分离的证据。这种纳米级的不均匀性可以解释在自旋无序的“间隙”区域（$0.66 \leq x \leq 0.74$）中观察到的磁阻挫行为。
2003-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hybrid improper ferroelectricity in a Multiferroic and Magnetoelectric hybrid organic-inorganic perosvkite
人们对杂化有机-无机材料如金属-有机框架（M0 F）有很大的兴趣。化合物[C（NH $_{2}$）$_{3}$ ]M（HCOO）$_{3}$，其中M=Cu $^{2+}$或Cr $^{2+}$是Jahn-Teller（JT）活性离子，是具有钙钛矿拓扑结构的MOF，其在极性空间群Pna 2 $_{1}$中结晶。在无机化合物中，八面体倾斜和Jahn-Teller结构畸变通常是非极性畸变。然而，在此MOF的框架和C（NH 2）$_{3}$有机阳离子通过氢键的反铁电畸变的扭曲之间的合作相互作用打破了反转对称性，并诱导铁电极化。（Angew。我们的从头算研究支持轨道有序诱导的铁电性的图像，这是由电子自由度引起的偶极有序的罕见示例。极化方向的转变意味着弱铁磁分量的反转。具有ABX $_{3}$钙钛矿结构的这种基于JT的MOF中的微观机制显示出混合不适当铁电（HIF）状态，其由不同结构变形之间的三线性耦合引起，所述结构变形包括BX $_{3}$框架和A位点处的有机阳离子两者的倾斜、旋转和Jahn-Teller畸变。由于钙钛矿-无机化合物中的这些畸变模式通常在升高的温度下冻结，因此MOF化合物中的三线性耦合可以提供一种有趣的高温多铁性途径。这些结果提供了一个重要的出发点，为定制多铁性在这类新兴的材料，为各种技术应用。特别地，最近已经显示出借助于有机A阳离子的改性的铁电极化的高可调谐性[J. Am.…
2014-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of orbital ordering in cooperative Jahn-Teller models: Machine-learning enabled large-scale simulations
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
本文构建融合轨道与晶格对称性的机器学习力场，实现合作 Jahn-Teller 体系大规模 Langevin 模拟，并揭示热淬火后轨道畴粗化的冻结行为。
2024-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cs.LG
Dynamic and structural properties of orthorhombic rare-earth manganites under high pressure
本文报道了正交晶系稀土锰氧化物AMnO_3的高压Raman散射和同步辐射X射线衍射研究。在所有情况下，结构和绝缘体到金属的过渡被证明，具有取决于A-阳离子大小的临界压力。我们通过晶格参数的压力依赖性，在a-c平面中的剪切应变，以及与异相MnO 6旋转和面内O2对称拉伸模式相关的拉曼谱带，分析了在不同锰氧化物中工作的压缩机制。我们的数据显示了两种不同行为之间的稀土系列交叉。对于最小的A-阳离子，压缩几乎是各向同性的ac平面，大概只有非常轻微的变化的倾斜角和Jahn-Teller失真。随着A-阳离子半径的增加，压力引起的Jahn-Teller畸变的减少变得更加明显，并且作为压缩机制变得越来越重要，而压力引起的八面体链的弯曲相反地变得不那么明显。最后，我们讨论了我们的结果中的化学压力的概念，并表明，与静水压力的类比工程相当不错的锰氧化物与小的A-阳离子，但可以误导与大的A-阳离子。
2014-02-27 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of Structural, Electronic and Magnetic Interplay in Ferroelectromagnetic Yttrium Manganite
我们提出的铁磁体，钇锰氧化物（YMnO 3）的局域自旋密度近似赝势计算的结果。铁电性和非铁电性钙钛矿锰氧化物之间的差异的根源是通过比较计算的钇锰氧化物在其铁电性六方相和非铁电性正交相的性质。此外，正交YMnO 3与原型非铁电锰氧化物，镧锰氧化物进行了比较。我们发现，虽然八面体晶体场分裂的立方钙钛矿结构的Mn 3+离子周围的中心对称的Jahn-Teller失真，显着不同的分裂在六方钙钛矿创建一个电子配置与铁电失真一致。我们解释了扭曲的本质，并表明Mn 3+离子上的局部磁矩是扭曲发生的必要条件。
2001-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural distortions and model Hamiltonian parameters: from LSDA to a tight-binding description of LaMnO_3
锰氧化物的物理学通常在Mn e_g电子的有效双带紧束缚（TB）模型内描述，除了动能之外，该模型还包括与t_{2g}核心自旋的局部“Hund规则”耦合和与氧八面体的Jahn-Teller（JT）畸变的局部耦合。我们测试这个模型的有效性，通过比较TB模型计算的能量色散与本地自旋密度近似（LSDA）内计算的全Kohn-Sham带结构密度泛函理论。我们分析了氧八面体的磁有序、JT畸变和“GdFeO_3型”倾斜旋转的影响。我们表明，跳跃幅度是独立的磁序和JT失真，这两种效果可以描述一组一致的模型参数，如果考虑到最近和次最近的邻居之间的跳跃。我们从密度泛函理论计算中确定了一套完整的模型参数，并且我们表明，JT扭曲和Hund规则耦合都需要在LSDA内获得绝缘基态。此外，我们的计算表明，“GdFeO_3型”的氧八面体的旋转导致跳跃幅度的显着减少，但没有显着偏离简单的TB模型。
2008-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-tuning of the electron-phonon coupling: the insulator to metal transition in manganites
A_（1-x）A '^xMnO_3（A =三价稀土，A' =二价碱土金属）独特的磁性和输运性质的物理起源至今还没有得到全面的认识。这些系统的复杂性来自于几个具有可比强度的相互竞争的相互作用之间的相互作用。近年来，人们认识到MnO_6八面体的Jahn-Teller畸变所引起的电子-声子耦合在绝缘体-金属转变以及与之密切相关的巨磁阻中起着重要作用。压力调谐的八面体畸变提供了一个独特的可能性，以分离的基本相互作用，至少在原则上，按照逐步转变的锰氧化物从中间朝着弱的电子-声子耦合制度。利用金刚石压砧装置，收集了La_（0.75）Ca_（0.25）MnO_3的温度和压力相关的红外吸收谱，并通过谱权分析，首次确定了La_（0.75）Ca_（0.25）MnO_3的绝缘体-金属转变温度T_（IM）在11.2GPa以下的压力相关性。我们提出的T_IM（P）曲线可以用来模拟目前的数据，它在解释整个中间偶联化合物方面具有普适性。这个属性可以用来区分中间体从弱耦合化合物指出两个耦合制度之间的根本区别。
2003-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Disentangling the Effects of Structure and Lone-Pair Electrons in the Lattice Dynamics of Halide Perovskites
本研究通过对比结构相似但无孤对电子的CsSrBr₃与含孤对的CsPbBr₃的晶格动力学，结合实验与计算证明ns²孤对电子构型并非卤化物钙钛矿强非谐性的必要条件，凸显了结构的关键作用并提供设计准则。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent Resonant X-ray Inelastic Scattering at Ni L3-edge for NaNiO2 and LiNiO2
本文通过 Ni L3 边共振非弹性 X 射线散射实验对比 LiNiO2 和 NaNiO2 在不同温度下的光谱变化，揭示 NaNiO2 相变中 Jahn-Teller 畸变消失而 LiNiO2 局域结构变化很小，并为后续理论模拟提供关键数据集。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling between magnetic ordering and structural instabilities in perovskite biferroics: A first-principles study
我们使用基于第一性原理密度泛函理论的计算来研究稀土（R $=$ La，Y，Lu）和Bi基双铁性铬铁矿的高对称性立方钙钛矿结构中的结构不稳定性，重点关注具有对位、铁磁和反铁磁有序状态的$Γ$和$R$点声子。我们发现：（a）具有G型反铁磁有序的结构是最稳定的，（b）这些氧化物中最主要的结构不稳定性是与氧八面体的旋转有关的结构不稳定性，以及（c）涉及Cr-O-Cr键角变化的结构不稳定性敏感地依赖于磁有序的变化。结构不稳定性对磁有序的依赖性可以通过超交换相互作用如何依赖于Cr-O-Cr键角和Cr-O键长来理解。我们证明了如何充分屈曲的Cr-O-Cr链可以有利于铁磁性。出生的有效电荷（BEC）计算的Berry相位表达式被发现是非常大的A-阳离子，表明其化学相关的铁电畸变。
2007-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast optically induced ferromagnetic/anti-ferromagnetic phase transition in GdTiO$_3$ from first principles
外延生长和化学取代一直是功能材料设计的主要手段。这些静态技术已经在通过调整微妙的结构扭曲来控制复杂氧化物的性质方面取得了巨大的成功。最近，一种基于用强中红外线激发红外活性声子的方法已经为通过与拉曼声子的特殊非线性耦合来动态控制结构创造了机会。我们使用第一性原理技术表明，这种方法可以动态地诱导磁性相变从铁磁基态到一个隐藏的反铁磁相在稀土钛酸盐GdTiO $_3$为现实的实验参数。我们表明，Jahn-Teller失真，Gd位移，和红外声子运动的组合占主导地位，这个相变的八面体旋转的影响很小，与传统的智慧。
2018-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing the electronic and local structure of Sr$_{2-x}$La$_x$CoNbO$_6$ using near-edge and extended x-ray absorption fine structures
利用X射线吸收近边结构（XANES）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）对双钙钛矿结构Sr $_{2-x}$ La $_x$ CoNbO $_6$（$x=$ 0- 1）的电子和局域结构进行了研究。$initio$ $initio$模拟和对Nb和Co的$K$边XANES谱的详细分析表明，观察到的边前特征是由1个$s$电子跃迁到混合的$p-d$杂化态引起的.我们揭示了一个$z$ -出扬-泰勒（JT）失真的CoO $_6$八面体，这是单调下降，由于增强JT非活性的Co $^{2+}$离子与$x$。另一方面，在NbO $_6$八面体中的$z$ -in畸变保持不变直到$x=$ 0.4，然后随着$x$的进一步增加而减小。发现Nb原子周围局部配位的突然变化是$x \geqslant$ 0.6样品中反铁磁相互作用演化的原因。此外，我们还建立了八面体畸变程度与XANES谱中白线特征强度之间的相关性，并讨论了可能的原因。更有趣的是，我们观察到的签名KN $_1$双电子激发的Sr $K$边缘EXAFS光谱的所有样品，这是发现在很好的协议与$Z$ +1近似。此外，Co L $_{2,3}$边缘显示出晶体场强度的降低，并因此显示出电荷转移能（$Δ_{ct}$）随着La取代而增加。
2022-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Crystal Structure to Resonant X-Ray Scattering on YTiO3
采用能带结构计算和局域密度近似相结合的方法，研究了YTiO $_3$的Ti $K$边缘区的共振X射线散射机制.轨道超晶格斑点的强度很大。计算的光谱由几个峰作为光子能量的函数，与最近的实验一致。与将强度与轨道偏振$3d$态直接相关的朴素解释相反，所获得的大强度来自扭曲的晶体结构，即，TiO $_6$八面体的倾斜和Jahn-Teller畸变，这显著地改变了偶极过程的中间态中的$4p$态。这对普遍认为共振X射线散射是直接观测轨道级的说法提出了质疑。
2001-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural phase transitions and magnetic superexchange in MIAgIIF3 perovskites at high pressure
首次从理论上预测了MIAgIIF 3钙钛矿（M = K，Rb，Cs）在100 GPa压力下的压力诱导相变。M = K和Rb的相变序列由正交到单斜再回到正交的转变组成，与[AgF 6]4负八面体的无限长链的渐进弯曲以及它们通过次级Ag. F接触。与此形成鲜明对比的是，只有一个单一的相变，即四斜晶系的三斜晶系，预测CsAgF3，与大量变形的Jahn Teller扭曲的第一配位球体的AgII和协会的无限[AgF6]4负链成一个聚合物亚晶格。相变显著降低了MAgF 3基质晶格中链内反铁磁超交换的耦合强度。
2022-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural transitions and transport-half-metallic ferromagnetism in LaMnO3 at elevated pressure
利用杂化密度泛函理论研究了超巨磁电阻（CMR）母体化合物LaMnO $_3$在压力下的结构、电子和磁性的演化.我们预测了从低压反铁磁（AFM）绝缘体到高压铁磁（FM）传输半金属（tHM）的转变，其特征在于大的自旋极化（~ 80- 90%）。FM-tHM转变与合作的Jahn-Teller（JT）畸变的逐渐淬灭相关联，所述JT畸变将$Pnma$正交相转变为完美的立方相（通过JT畸变和规则MnO 6八面体共存的混合相），并且与高自旋（S=2，m_Mn=3.7 mu_B）到低自旋（S=1，m_Mn=1.7 mu_B）磁矩崩塌相关联。这些结果解释了实验观察到的非Mott金属化过程的进展，并开辟了在化学计量的锰氧化物中实现CMR行为的可能性。
2012-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensional crossover and emergence of novel phases in puckered PdSe$_2$ under pressure
本研究结合实验与第一性原理计算揭示 PdSe$_2$ 在压力下因轨道杂化发生二维到三维维度跨越及多阶段结构相变，并解释其高压超导增强机制。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Orbital-Induced Peierls Transitions: How Orbitals Orchestrate Lattice Instability
Waseda University（早稻田大学）；Institute of Metal Physics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分支金属物理研究所）
本综述探讨轨道自由度如何通过电子谱一维化和能带简并消除机制在更高维度诱导Peierls相变，并总结相关材料及高温相特征。
2026-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced orbital reordering in Na$_2$CuF$_4$
本研究结合粉末中子衍射与 DFT 计算，发现 Na$_2$CuF$_4$ 在高压下发生一级相变，伴随 Jahn-Teller 长轴重排及从铁轨序到 A 型反铁轨序的转变，导致 JT 畸变与晶格应变解耦。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of band gaps in 3d perovskite oxides
凭借其广泛的磁性，电子和结构特性，过渡金属钙钛矿氧化物ABO 3长期以来一直是测试凝聚态理论的平台。特别是，它们的绝缘特性-在大多数化合物中发现-通常归因于通过着名的Mott-Hubbard机制的动态电子相关性，其中开口来自均匀的，保留电子排斥机制。然而，结构扭曲在钙钛矿中是普遍存在的，并且它们在产生这种丰富的属性阵列中与动力学相关性的相关性仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们解决了整个三维钙钛矿氧化物家族的带隙开放的起源。我们表明，一个单一的行列式平均场方法，如密度泛函理论（DFT）成功地描述了整个系列的结构，磁性和电子性质，在低温和高温。我们发现，绝缘发生通过降低能量的晶体对称性减少（八面体旋转，Jahn-Teller和键的反作用），以及固有的电子不稳定性，所有提升轨道简并。因此，我们的工作表明，虽然ABO 3氧化物可能是复杂的，他们不一定是强相关的。它还为钙钛矿中掺杂和缺陷物理的系统研究开辟了道路，这对于充分实现氧化物电子学至关重要。
2019-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local atomic and electronic structure in LaMnO_3 across the orbital ordering transition
本文用X射线吸收光谱研究了LaMnO_3中锰原子环境下的局域原子无序和电子结构，温度范围为300 ~ 870 K，涵盖了轨道有序跃迁（710 K）。Mn-O键长和短键（1.95和2.15A）的分裂在整个转变温度范围内保持不变，MnO_6八面体仍保持局部的Jahn-Teller畸变。在此温度下，在扩展的X-射线精细结构谱中识别Mn局部结构中的不连续性，与超交换角中的无序的减少和配位壳层内的径向无序中的各向异性的去除相关。在转变温度下，在Mn位点的电子局部结构也发生了微妙的变化。近边光谱显示在转变温度下Mn 4p空穴数的小下降和边缘前结构的小增强。这些特征与Mn-O键的共价性的增加有关。我们的研究结果揭示了局部的电子和结构现象的有序-无序转变的模型中，合作的扭曲克服了热无序。
2004-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen content variation and cation doping dependence of (La)1.4(Sr1-yCay)1.6Mn2O7 (y = 0, 0.25, 0.5) bilayered manganites properties
报道了最佳掺杂（La）_（1.4）（Sr_（1-y）Cay）_（1.6）Mn_2 O_7（y=0，0.25和0.5）固溶体的合成和表征结果。通过逐步取代的Sr与较小的Ca，同时保持固定的空穴浓度，由于二价掺杂剂，“尺寸效应”的阳离子本身的结构，运输和磁性的双层锰氧化物进行了分析。两种不同的退火处理的固溶体，在纯氧气和纯氩气中，也允许研究的氧含量变化的影响。用X射线粉末衍射和X射线吸收光谱研究了样品的结构和电子性质。已经进行了磁阻和静态磁化测量，以完成样品表征。氧退火的固溶体，这表明约y=0.5的限制，诱导Mn平均价态的增加和晶体结构从四方晶系到斜方晶系的过渡，而氩气退火诱导氧低于化学计量，反过来，减少Mn平均价态。随着Ca的取代，MnO_6八面体的Jahn-Teller畸变减小。这已直接连接到由Ca掺杂引起的输运性质的一般增强。对于相同的阳离子组成，氧过化学计量导致更高的金属-绝缘体转变温度和更低的电阻率值。居里温度（TC）随着Ca掺杂量的增加而降低。较低的TC为所有的退火样品相对于“准备”的连接到由于氧含量的变化的点缺陷的磁相互作用的强烈影响。
2006-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Local distortion of MnO$_6$ octahedron in La$_{1-x}$Sr$_x$MnO$_{3+δ}$ (x = 0.1 to 0.9): an EXAFS study
用室温下的X射线吸收谱（EXAFS）研究了La $_{1-x}$ Sr $_x$ MnO $_{3+δ}$（x = 0.1 ~ 0.9）化合物的K边扩展X射线吸收精细结构.从详细的EXAFS分析中发现，Mn位周围的局部结构与从X射线衍射推断的全局结构不同，特别是当x <= 0.4时，表明MnO $_6$八面体中存在局部畸变。对于菱形化合物，x = 0.1至0.3，畸变在x = 0.1时最大，并且观察到两个键长-短键长在基面，长键长在顶面。对于x = 0.4至0.8的化合物，在基面中观察到两个短键和四个长键-两个在基面中，其余两个在顶面中。对于x ≤ 0.3的化合物，随着x的增加，长键长度减小，短键长度增加，而对于0.4 ≤ x ≤ 0.8的化合物，两种类型的键长度都减小。键长的这种行为是在x = 0.4组成下从Jahn-Teller型到呼吸型的变形性质改变的指示。
2006-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital fluctuations in the $R$VO$_3$ perovskites
具有轨道自由度的Mott绝缘体的性质由自旋轨道超交换模型描述，为理解其磁和光学性质提供了理论框架。我们介绍了这样一个模型推导出的$(xy)^1(yz/zx)^1$配置的V $^{3+}$离子的$R$ VO $_3$钙钛矿，$R$ =Lu，Yb，$\cdots$，La，并证明了$\{yz,zx\}$轨道波动沿$c$轴是负责巨大的磁性和光学各向异性观察到的几乎完美的立方化合物LaVO $_3$。我们认为，GdFeO $_3$畸变和$C$ -AF和$G$ -AF相的大的熵差是导致在YVO $_3$的$T_{N2}$处观察到的第二次磁跃迁的原因。接下来，我们解决的轨道和磁性转变温度，$T_{\rm OO}$和$T_{N1}$的变化，在$R$ VO $_3$钙钛矿，扩展的晶体场和轨道相互作用产生的GdFeO $_3$和Jahn-Teller扭曲的VO $_6$八面体的自旋轨道模型。我们进一步发现，从LaVO $_3$到LuVO $_3$的正交畸变通过控制轨道波动起着至关重要的作用，并通过修改的轨道相关性影响磁性和轨道顺序的开始。
2010-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tailoring non-collinear magnetism and 3d $-$ 4f exchange interactions in RVO$_3$ epitaxial thin films
本研究通过应变工程操控PrVO3外延薄膜的晶格畸变，结合光谱技术与理论计算，揭示了V3+ 3d自旋重定向与Pr3+ 4f磁化反转同时发生的机制，阐明了八面体旋转与Jahn-Teller畸变在调控3d-4f交换耦合中的关键作用。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced structural transitions in (111)-oriented (LaMnO$_3$)$_{2n}|$(SrMnO$_3$)$_n$ superlattices
Institute of Physics, Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学物理研究所）；School of Physics, Engineering and Technology, University of York（约克大学物理、工程与技术学院）；Department of Physics, School of Natural and Computing Sciences, University of Aberdeen（阿伯丁大学自然与计算科学学院物理系）；Department of Physics and Institute of Quantum Convergence and Technology, Kangwon National University（江原国立大学物理系及量子融合技术研究所）；Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文学系）
研究发现应变对(LaMnO₃)₂n|(SrMnO₃)n超晶格结构转变的影响，揭示厚度和应变在调控磁序与结构畸变中的关键作用。
2026-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
