Orbital Occupancy and Hybridization in Strained SrVO$_3$ Epitaxial Films
氧在过渡金属氧化物中的包裹决定了金属-氧杂化和金属轨道上的电子占据。钒酸锶（SrVO $_3$）在$3d$轨道中具有单个电子，被认为是强关联金属氧化物的最简单的例子。在这里，我们确定的SrVO $_3$薄膜的电子性质的外延应变的影响，其中的金属氧化物亚晶格是角连接。使用X射线吸收和X射线线性二色性在V $L_{2,3}$和O $K$ -边缘，它被观察到，拉伸或压缩外延应变改变层次的轨道内的$t_{2g}$和$e_g$流形。数据显示了显著的$2p-3d$杂交，以及应变诱导的V $3d$（$t_{2g}$，$e_g$）轨道重排。后者本身伴随着随后的杂交变化，其调节混合$π^*$和$σ^*$轨道以及金属离子处的载流子群，挑战刚性带图片。
2021-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Isotropic orbital magnetic moments in magnetically anisotropic SrRuO3 films
外延应变SrRuO_3薄膜一直是理解金属氧化物磁各向异性的模型系统。在本文中，我们研究的Ru 4d和O 2 p的电子结构和磁性能的各向异性使用高品质的外延应变（压缩和拉伸）SrRuO 3薄膜的机器学习辅助分子束外延生长。用Ru M2、3边和O K边软X射线吸收谱和X射线磁性圆二色性测量表征了Ru的元素特异性磁性和Ru 4d和O 2 p轨道之间的杂化。Ru 4d和O 2 p磁矩的磁化曲线是相同的，与应变类型无关，表明Ru和O离子之间的强磁耦合。电子结构和相对于自旋磁矩的轨道磁矩是各向同性的，尽管在压应变和张应变SrRuO 3膜中存在垂直和面内磁各向异性;即，轨道磁矩对磁各向异性的贡献小得可以忽略。这一结果与布鲁诺模型相矛盾，在布鲁诺模型中，磁各向异性是由垂直方向和面内方向之间的轨道磁矩的差异引起的。讨论了应变诱导电四极矩对磁各向异性的贡献。
2022-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital occupation, atomic moments and magnetic ordering at interfaces of manganite thin films
我们在La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3超薄膜的Mn L_（2，3）边进行了X射线线性和圆磁二向色性实验。我们的测量结果表明，反铁磁（AF）绝缘相是稳定的Mn 3d轨道的界面重排，尽管相关的磁致伸缩各向异性效应的双交换铁磁（FM）金属相。因此，Mn的原子磁矩取向以及它对应变的反应方式在FM和AF相中不同。在某些情况下，FM绝缘（FMI）阶段添加到AF和FM。其独特的磁性包括面内磁各向异性和部分释放的轨道矩淬火。然而，FMI阶段似乎与其他阶段几乎没有耦合。
2009-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital-ordered ferromagnetic insulating state in tensile-strained SrCoO$_{3}$ thin films
在环境压力下，体SrCoO $_{3}$是立方钙钛矿结构的铁磁（FM）金属。相比之下，磁性能的外延SrCoO $_{3}$薄膜，特别是在高拉伸应变（$\varepsilon \gtrsim 3$ \%），仍然不清楚：以前的计算预测反铁磁（AFM）状态更积极有利，在这个制度，但最近的实验表明FM绝缘状态。在这项工作中，使用第一性原理计算，我们进行了广泛的搜索SrCoO $_{3}$薄膜的结构，自旋，磁性和轨道状态。计算结果表明，在$0 < \varepsilon \lesssim 2.5$ \%时，SrCoO $_{3}$倾向于FM半金属态，中间自旋（类$t_{2g}^{5}e_{g}^{1}$）Co表现出$d^{6}\underline L$特征.在$\varepsilon \gtrsim 2.5$ \%处，具有高自旋（类$t_{2g}^{4}e_{g}^{2}$）Co的FM绝缘状态占主导地位。这种FM绝缘状态是通过复杂的轨道排序，合作Jahn-Teller扭曲，和八面体倾斜所有三个晶体轴。
2022-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Zoology of spin and orbital fluctuations in ultrathin oxide films
许多金属过渡金属氧化物在生长成只有几个晶胞厚的薄膜时变成绝缘的。然而，这些厚度引起的金属到绝缘体的转变的微观起源仍然存在争议。在这里，我们模拟了一个不显眼的相关金属单层的极端情况下-锶钒酸盐SrVO $_3$ -沉积在SrTiO $_3$基板。至关重要的是，我们的系统可以具有由SrO或VO $_2$顶层组成的真空终端。虽然我们发现，这两个导致莫特绝缘行为在名义化学计量，出现在掺杂后的相图-化学或通过施加的栅极电压-是定性不同的。事实上，我们的多体计算揭示了一个聚宝盆的非局部波动与（中）相称的反铁磁，铁磁，以及条纹和棋盘轨道有序不稳定性。确定这两种几何形状产生相反的符号的晶体场分裂，我们阐明了随后的阶段，通过镜头的轨道自由度。一般来说，我们的工作强调，界面和表面重建和变形或切断超薄膜中的配位多面体驱动丰富的属性，从根本上不同于材料的体物理。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Substrate-induced strain effects on Pr_{0.6}Ca_{0.4}MnO_{3} films
我们报告的晶体结构，低温电荷和轨道有序，运输，和磁化的Pr_{0.6} Ca_{0.4} MnO_{3}薄膜上生长的LaAlO_{3}，NdGaO_{3}和SrTiO_{3}基板，提供压缩（LaAlO_{3}）和拉伸（NdGaO_{3}和SrTiO_{3}）应变的表征。观察到的薄膜表现出不同的晶体对称性比散装材料，和低温有序被发现是更强大的压缩-而不是拉伸-应变。事实上，在NdGaO_{3}上生长的膜中没有观察到体状电荷和轨道有序，所述膜是提供最少量的标称和测量的但拉伸的应变的衬底。这一结果表明，在低温下形成的电荷和轨道有序的Mn-O-Mn键角所发挥的作用的重要性。最后，在LaAlO_{3}上生长的薄膜中，报告了与轨道有序相关的晶格畸变与反铁磁性的发生之间的联系。
2003-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Uncovering an Interfacial Band Resulting from Orbital Hybridization in Nickelate Heterostructures
本研究发现NdNiO3/SrTiO3异质结中Ti 3d与O 2p轨道杂化在费米能级上方形成额外未占据能带，并引发激子峰，揭示了界面轨道杂化对薄膜电子结构的重大影响。
2024-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital-selective confinement effect of Ru $4d$ orbitals in SrRuO$_3$ ultrathin film
研究了厚度为50 ~ 1个晶胞（u.c.）的SrRuO $_3$薄膜的电子结构.研究通过共振非弹性X射线散射（RIXS）技术在O K-边缘解开有趣的相互作用的轨道和电荷自由度。我们发现，轨道选择性量子限制效应（QCE）诱导Ru $4d$轨道的分裂。同时，我们观察到在4 u.c下发生的金属-绝缘体转变（MIT）中的电子-空穴连续谱的明显抑制。sample.从这两个明确的观察，我们得出结论，QCE引起的Mott绝缘相的SrRuO $_3$薄膜。我们的解释的RIXS光谱支持RuO $_6$集团的组态相互作用计算。
2018-12-24 cond-mat.str-el
Unconventional crystal field splitting in non-centrosymmetric BaTiO$_3$ thin films
理解非中心对称系统如铁电材料中的晶场分裂和轨道极化是非常重要的。本研究以BaTiO $_3$（BTO）为代表材料，利用Ti $L_{2,3}$边的共振X射线线性二向色性，研究了非中心对称TiO $_3$八面体中钛晶体的场分裂和轨道极化。采用脉冲激光沉积法在DyScO $_3$（110）单晶衬底上逐层沉积了高质量的BaTiO $_3$薄膜。利用反射高能电子衍射（RHEED）和元素特异性X射线吸收谱（XAS）对薄膜的结构和电子性质进行了表征。与传统的晶场分裂和轨道构型形成鲜明对比（$d_{xz}$ / $d_{yz}$ $<$ $d_{xy}$ $<$ $d_{3z^2-r^2}$ $<$ $d_{x^2-y^2}$或$d_{xy}$ $<$ $d_{xz}$ / $d_{yz}$ $<$ $d_{x^2-y^2}$ $<$ $d_{3z^2-r^2}$）根据扬-特勒效应，揭示了$d_{xz}$，$d_{yz}$，并且$d_{xy}$轨道接近简并，而$d_{3z^2-r^2}$和$d_{x^2-y^2}$轨道在外延BTO膜中以100 meV的能隙$\sim$分裂。在非中心对称的TiO $_6$八面体薄膜中，未预料到的简并态$d_{xz}$/$d_{yz}$ / $d_{xy}$与Ti-O位移耦合.我们的研究结果提供了一条通过改变铁电材料中的电极化来控制轨道自由度的途径。
2019-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Cr substitution on the magnetic and transport properties and electronic states of SrRuO3 epitaxial thin films
通过测量SrTiO 3衬底上SrRuO 3外延薄膜的磁性、输运性质和电子态，研究了Cr掺杂对薄膜磁性和输运性质的影响。SrRu0.9Cr0.1O3薄膜的铁磁转变温度（166 K）高于SrRuO3薄膜的铁磁转变温度（147 K）。共振光电子能谱实验结果表明，SrRu 0.9Cr 0.1O3薄膜中Cr 3dt2g轨道与Ru 4dt2g轨道杂化，支持了Cr替代提高铁磁转变温度是由于Cr 3dt2g和Ru 4dt2g轨道杂化导致能带展宽的假设.此外，我们还发现，在面外磁化饱和的高场区，SrRu 0. 9Cr 0. 1O3薄膜在低温下的霍尔电阻率不是磁场的线性函数，这表明SrRu 0. 9Cr 0. 1O3薄膜在低温下发生了结构转变，并伴随着费米面的调制.
2015-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanism of orbital reconstruction at the interfaces of transition metal oxides
采用局域自旋密度近似（LSDA+U）方法研究了YBa_2Cu_3O_6与SrO封端的SrTiO_3界面的轨道重构.界面Cu的3d轨道的人口的变化导致稳定的一个新的氧化态$3d^8$，其中涉及在最近的SrO和TiO 2层的轨道占位符的额外修改。我们发现Cu 3 d_{x^2-y^2}态电子电荷的增加抵消了3 d_{3z^2-r^2}轨道的减少，而3 d_{3z^2-r^2}轨道的减少由于库仑排斥U而导致CuO 2-SrO界面上3 d_{3z^2-r^2}态的分裂.
2009-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial-strain effect on charge/orbital order in Pr0.5Ca0.5MnO3 films
利用电阻率、同步辐射X射线衍射和偏光显微镜研究了在（LaAlO_3）_（0.3）-（SrAl_（0.5）Ta_（0.5）O_3）_（0.7）（LSAT）衬底上生长的Pr_（0.5）Ca_（0.5）MnO_3外延薄膜的电荷有序和轨道有序（CO-OO）现象。在LSAT（011）衬底上生长的膜（（011）-膜）在220 K附近观察到CO-OO转变，类似于体样品，而在LSAT（001）平面上生长的膜（（001）-膜）在300 K附近显示出高得多的转变温度。在（011）-膜中OO的畴尺寸大约是在（001）-膜中的3倍。这些结果表明，各种性质的CO-OO现象可以控制与生长取向通过从衬底的外延应变。
2009-08-31 cond-mat.str-el
Size of Orbital Ordering Domain Controlled by the Itinerancy of the 3d Electrons in a Manganite Thin Film
在SrTiO_3（011）面上生长的强关联半掺杂锰氧化物薄膜Nd $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ MnO_3中发现了宏观畴结构的电子效应。该样品具有一个在180 K以上没有变形的高温（HT）相和两个具有大剪切模式应变和伴随的孪生结构的低温（LT）相。一个LT相位具有大的巡游（A型），另一个具有小的巡游（CE型），而它们引起的晶格畸变几乎相等。我们的X射线衍射测量表明，由HT-CE转变所形成的LT相的畴尺寸远小于由HT-A转变所形成的，这表明畴尺寸的差异是由LT相的电子态所引起的。
2009-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic spin-density distribution and magnetic anisotropy of strained La$_{1-x}$Sr$_x$MnO$_3$ thin films: Angle-dependent x-ray magnetic circular dichroism
铁磁薄膜的磁各向异性是由衬底的外延应变通过应变诱导的轨道磁矩和自旋极化电子空间分布的各向异性引起的。然而，在铁磁金属La $_{1-x}$ Sr $_x$ MnO $_3$（LSMO）薄膜研究的X射线线性二色性（XLD）的优先轨道占领一直被发现的平面外的拉伸和压缩外延应变，因此无关的磁各向异性。为了解开这个谜团，我们直接探测自旋极化电子在LSMO薄膜中的优先轨道占领的角度相关的X射线磁性圆二色性（XMCD）的应变。自旋密度分布的各向异性被认为是在平面内的拉伸应变和平面外的压缩应变，与所观察到的磁各向异性。XLD观察到的普遍存在的面外优先轨道占据归因于表面磁死层中自旋向上和自旋向下的面外轨道的占据。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain induced orbital dynamics across the Metal Insulator transition in thin VO2/TiO2(001) films
VO 2是一种强相关材料，其在加热（T= 67° C）时经历与结构相变耦合的可逆金属绝缘体转变（MIT）。自绝缘态被发现以来，绝缘态的性质一直存在争议，并提出了不同的固态机制来解释其性质：莫特-哈伯德相关，佩尔斯扭曲或两者的组合。此外，对于不同自由度之间的相互作用：电荷，晶格，轨道以及它们如何对MIT做出贡献，现在仍然缺乏共识。在这篇手稿中，我们将调查整个麻省理工学院的轨道演变引起的拉伸应变施加到薄VO 2膜。应变膜允许研究轨道和晶格自由度之间的相互作用，并澄清MIT属性。
2020-01-12 cond-mat.str-el
Evolution of electronic band reconstruction in thickness-controlled perovskite SrRuO$_3$ thin films
过渡金属钙钛矿氧化物显示出各种涌现现象，这些现象可以通过定制氧八面体旋转来调节。众所周知，SrRuO $_3$是一种铁磁钙钛矿氧化物，当作为薄膜生长时具有各种原子结构和八面体旋转。然而，电子结构如何随膜厚变化的研究很少。在这里，通过使用角分辨光电子能谱和电子衍射技术，我们研究了SrRuO $_3$薄膜的电子结构作为膜厚度的函数。不同的重建电子结构和光谱权重观察到不同厚度的薄膜。我们建议八面体表面上的旋转可以定性估计通过比较不同的带的强度。我们的观察和方法揭示了如何结构变化和过渡可以理解的光电子能谱数据。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Critical thickness and orbital ordering in ultrathin La0.7Sr0.3MnO3 films
详细分析的运输，磁性和x射线吸收光谱测量的厚度从3到70个晶胞的SrTiO 3（001）衬底的非金属，非铁磁层的界面处的一个较低的临界厚度的识别结果，在3个晶胞（~12埃）的La0.7Sr0.3MnO3薄膜。此外，线性二向色性测量表明，存在一个优选的（x2-y2）的平面内轨道排序的所有层厚度没有任何轨道重建的接口。准确研究这些薄膜的一个关键要求是可控的生长过程，提供逐层生长和块状磁性/输运性质的共存。
2008-09-08 cond-mat.str-el
A comparative DMFT study of the eg-orbital Hubbard model in thin films
过渡金属氧化物的异质结构作为设计具有所需功能的电子系统的新途径而出现。受这些发展的启发，我们利用动力学平均场论研究了薄膜几何中沿立方[001]方向的双轨道哈伯德模型。我们对比两个近似的杂质求解器（精确对角化和一个交叉近似）的结果的数值精确的连续时间量子蒙特卡罗求解器的结果。与早期的研究一致，我们发现，一个交叉近似在绝缘制度表现良好，而精确对角化的求解器的优势是更明显的金属制度。然后我们研究了薄膜几何中强关联eg轨道系统的各个方面。特别是，我们展示了界面轨道极化如何迅速消失几层的界面和薄膜厚度如何影响相互作用驱动的莫特过渡的位置。此外，我们探讨了电子结构的变化与不同的载流子浓度，并确定在强相关制度的轨道极化的大的变化。
2014-02-20 cond-mat.str-el
Multiferroic behavior confined by symmetry in EuTiO3 films
我们已经阐明的自旋，晶格，电荷和轨道耦合机制下的多铁性字符在拉伸应变EuTiO 3膜。氧八面体倾斜确定的对称性形状的Eu 4f和Ti 3d轨道之间的杂交，这抑制了预测的Ti位移适当的铁电性。相反，声子软化出现在低温下的伪立方体（110）平面内，正交于预期的铁电极化对称。此外，磁各向异性通过Ti 3d和通常各向同性的Eu 2 + 4f之间的杂化的轨道畸变来确定。这种独特的情况下演示了对称性的关键作用，在耦合的序参量定义的多铁性行为。
2020-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-domain perpendicular magnetization induced by the coherent O 2p-Ru 4d hybridized state in an ultra-high-quality SrRuO3 film
我们研究了机器学习辅助分子束外延技术在SrTiO 3上生长的超高质量SrRuO 3薄膜的Ru 4d和O 2 p电子结构和磁性。通过观察Ru 3d芯能级光电子能谱中明显的屏蔽峰、价带谱中费米能级附近的相干峰和电阻率的量子振荡，证实了Ru 4dt 2g-O 2 p杂化价带中准粒子的高巡游性和长量子寿命.用Ru M2、3边和O K边软X射线吸收谱和X射线磁性圆二色性测量表征了Ru的元素特异性磁性和Ru 4d和O 2 p轨道之间的杂化。剩余电阻率比为86的超高质量SrRuO 3薄膜显示出O 2 p态与自旋极化Ru 4 d t2 g态的强轨道杂化导致的氧离子的大轨道磁矩。该薄膜还显示出单畴垂直磁化，具有几乎理想的剩磁比为0.97。这些结果提供了详细的见解轨道杂化和垂直磁各向异性SrRuO 3/SrTiO 3系统之间的相关性。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital two-channel Kondo effect in epitaxial ferromagnetic L10-MnAl films
我们报道了在具有巨大垂直磁各向异性的外延L10-MnAl薄膜中首次实验实现了来自二能级系统（TLS）的轨道双通道近藤（2CK）效应。电阻率表现出一个明显的过渡，从lnT-依赖T1/2-依赖和偏离它在三个不同的T制度，这是独立于所施加的磁场的低温（T）上弯。近藤温度和能量分裂的TLS的幅度大大增强相比，在其他系统中表现出轨道2CK，这表明强耦合的隧穿中心与传导电子通过共振散射。这些结果表明，即使在铁磁有序和显着的自旋极化的传导电子的存在下，轨道2CK效应的相当大的鲁棒性。
2015-07-21 cond-mat.str-el
Transport anisotropy in biaxially strained La(2/3)Ca(1/3)MnO(3) thin films
由于磁性、结构、电子和轨道自由度的复杂相互作用，双轴应变已知在掺杂锰氧化物中起重要作用。对生长在SrTiO（3）衬底上的相干应变La（2/3）Ca（1/3）MnO（3）薄膜，测量了平行于衬底和垂直于衬底的磁输运性质，发现了电输运性质的异常。而金属行为被发现在平面内的双轴应变，垂直于此平面的绝缘行为和非线性电流-电压特性（IVC）的运输观察。这种各向异性的最自然的解释是从轨道无序的铁磁状态到与铁磁锰氧化物平面的反铁磁堆叠相关的轨道有序状态的应变诱导的转变。
2002-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin and orbital degrees of freedom in transition metal oxides and oxide thin films studied by soft x-ray absorption spectroscopy
过渡金属化合物具有丰富的物理性质，如金属-绝缘体转变、巨磁阻、超导、磁光和自旋相关输运。现在越来越清楚的是，为了描述过渡金属化合物，电荷，轨道，自旋和晶格自由度都应该考虑在内。随着人们认识到局部轨道占据在许多过渡金属化合物中起着重要作用，需要能够测量轨道占据的实验技术。该技术是软X射线吸收光谱法。在这个PhD本文将通过以下几个例子来说明这种技术的实用性：1）NiO薄膜的磁场线性二向色性与晶场线性二向色性。2)自旋-轨道耦合在CoO块材和CoO薄膜中的重要性。3)利用反铁磁体对准反铁磁薄膜中的自旋。4)钴酸盐的自旋态之谜。5)LaTiO_3中轨道动量和晶场分裂的测定。6)VO 2中的轨道辅助金属-绝缘体转变。
2005-05-09 cond-mat.str-el
Dimensional crossover of the electronic structure in LaNiO3 ultrathin films: Orbital reconstruction, Fermi surface nesting, and the origin of the metal-insulator transition
LaNiO 3（LNO）异质结构中的极化率控制已经引起了注意，这是由于其二维（2D）电子结构被预测为具有轨道有序绝缘基态，类似于高Tc铜酸盐超导体的母体化合物的轨道有序绝缘基态[P. Hansmann等人，物理修订版信函103，016401（2009）]。在这里，我们直接测量的电子结构的LNO薄膜使用原位角分辨光电子能谱（ARPES）。我们确认了3-晶胞（UC）厚的LNO膜周围的电子结构的空间交叉，并观察到轨道重建。然而，没有实现完全的轨道排序。相反，我们观察到费米面嵌套效应在2D LNO薄膜中变得很强。这些结果表明，在研究二维LNO异质结构中的超导现象时，应考虑到强嵌套效应的影响，以描述轨道重构。此外，APRES谱表明费米面存在下至1-UC-厚的膜，这表明在输运测量绝缘行为。我们认为输运性质的金属-绝缘体转变可能起源于安德森局域化。
2013-09-04 cond-mat.str-el
Unveiling the Origin of the Insulating Ferromagnetism in LaMnO3 Thin Film
结合遗传算法优化、第一性原理计算和双交换模型研究，我们揭示了LaMnO 3薄膜中的奇异绝缘铁磁性起源于以前未报道的G型d_{3z^2-r^2} / d_{x^2-y^2}轨道有序.由于轨道有序和强的电子-声子耦合，绝缘能隙打开。因此，在LaMnO 3薄膜中存在两个应变诱导相变，从绝缘的A型反铁磁相到绝缘的铁磁相，再到金属的铁磁相。这些相变可用于隧穿磁阻和隧穿电阻相关器件。
2013-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen vacancies at titanate interfaces: two-dimensional magnetism and orbital reconstruction
我们发现，在钛酸盐界面处的氧空位诱导复杂的多轨道重构，其中包括降低局部对称性和反转的t2g和eg轨道导致相邻的O空位的Ti原子的eg轨道的占领。的轨道重建强烈依赖于O空位的集群，并可以伴随着磁分裂的本地EG轨道与叶指向的空缺和接口dxy轨道之间。重建产生的二维界面磁状态没有观察到散装SrTiO 3。利用广义梯度近似（LSDA）与原子内库仑排斥（GGA+U），我们发现这种磁状态是常见的钛酸盐表面和界面。
2012-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of orbital two-channel Kondo effect in a ferromagnetic L10-MnGa film
近藤（2CK）效应的量子临界点在实验上的存在性和稳定性是一个奇异的非费米液体物理现象。在这里，我们报告的实验实现的两个能级系统的散射诱导轨道2CK效应的铁磁L10-MnGa薄膜，这是由一个磁场无关的电阻率上升，具有对数和平方根温度依赖性超过和低于近藤温度的~14.5 K，分别表示。我们的结果不仅证明了轨道2CK效应的存在，即使在强磁场和长程铁磁有序的存在下，但也扩展了2CK主体材料的范围从纳米级点接触的无序合金的扩散导体。
2016-11-12 cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect in L10-MnAl films with controllable orbital two-channel Kondo effect
强无序磁系统中的反常霍尔效应（AHE）虽然有着悠久的历史，但一直被人们所困惑。本文报道了垂直磁化的L10-MnAl外延薄膜中的AHE现象，这种现象是由传导电子的强耦合和二能级系统的结构无序引起的变轨道双通道近藤（2CK）效应引起的。在声子散射盛行的高温下，观察到AHE与pAH/f= a0 pxx 0 + bpxx 2成极好的比例。相反，显着的偏差发生在低温下，轨道2CK效应变得重要，这表明负AHE的贡献。标度的偏离与轨道2CK效应在击穿温度和偏离幅度上一致。
2016-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evolution of orbital excitations from insulating to superconducting MgTi$_2$O$_4$ films
尖晶石氧化物是众所周知的功能材料，但很少表现出超导性。最近，在MgTi $_2$ O $_4$中发现了超导电性，这是由于电子掺杂的增加和轨道有序度的抑制。本文利用Ti $L$边缘共振非弹性X射线散射研究了MgTi $_2$ O $_4$超导薄膜和绝缘薄膜中的轨道激发。我们发现，增强的光谱权重的轨道激发和$t_{2g}$的带内激发的能量被软化的SC膜相比，绝缘的，这表明更高的电子掺杂和抑制的SC样品中的轨道顺序间隙。这些观察结果得到了我们使用最小两位点模型的多重峰计算的进一步支持。我们的研究结果为MgTi $_2$ O $_4$中轨道有序与超导电性之间的竞争提供了光谱证据，并为在尖晶石氧化物中寻找新型超导体提供了线索.
2023-01-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel Orbital Ordering induced by Anisotropic Stress in a Manganite Thin Film
我们进行了共振和非共振x射线衍射研究的Nd 0.5Sr 0.5MnO 3薄膜，具有明确的一级转变。在170 K（=T_MI）的金属-绝缘体转变处，晶格参数变化剧烈，在140 K（=T_CO）以下出现超晶格反射。T_MI和T_CO之间的电子结构被确定为A型反铁磁结构，具有d_{x2-y2}铁轨道有序。在T_CO以下，出现了一种新的反铁轨道有序。衬底的各向异性是一个新的相控参数，它可以调节一级相变时的大晶格畸变，并出现新的轨道有序。
2005-06-21 cond-mat.str-el
Strain-tuned orbital-dependent electronic correlations in FeTe thin films
Seoul National University（首尔大学）
通过拉伸应变精确调控FeTe薄膜，利用角分辨光电子能谱观测到d_xy与d_z^2轨道间的谱权重转移，揭示轨道选择莫特相及应变诱导的新效应。
2026-06-23 cond-mat.str-el
Dynamic atomic reconstruction: how Fe3O4 thin films evade polar catastrophe for epitaxy
氧化物材料与强关联电子界面的极性突变引发了一系列新的研究活动。我们的期望是，这种先进接口的设计将成为一个强大的途径，工程设备与新的功能。在这里，我们研究的初始阶段的生长和自旋电子Fe 3 O 4/MgO（001）界面的电子结构。使用软X射线吸收光谱，我们已经发现，所谓的A-网站是完全缺失的第一个Fe 3 O 4单层。这使我们能够开发出一种意想不到但优雅的生长原理，其中在沉积过程中，Fe原子不断移动以解决发散的静电势问题，从而同时确保外延和化学计量。这种增长原则为界面设计提供了一个新的视角。
2016-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of strain on the orbital and magnetic ordering of manganite thin films and their interface with an insulator
研究了均匀单轴应变对薄膜锰氧化物基态电子组态的影响。我们的模型哈密顿量包括双交换，Jahn-Teller电子晶格耦合，和反铁磁超交换。应变的产生是由于绝缘衬底和锰氧化物之间的晶格失配，这产生了四角畸变。这是包括在模型中，通过修改的跳跃幅度和Mn e_g水平之间的能量分裂的引入。我们分析了半掺杂锰氧化物的体性质和铁磁性金属锰氧化物与绝缘衬底之间界面处的电子重构。应变驱动的轨道选择修改的电子性质和磁有序的锰氧化物和它们的界面。
2010-09-23 cond-mat.str-el
Tuning crystal-fields by He-irradiation and orbital Widom line in SrVO$_3$ films
Institute for Solid State Physics, TU Wien（维也纳工业大学固体物理研究所）；Department of Physics, King’s College London（伦敦国王学院物理学系）
本研究通过DFT+DMFT方法揭示SrVO₃薄膜氦离子辐照引发金属-绝缘体相变的核心机制为晶体场分裂，而非此前认为的莫特局域化，还发现了轨道Widom线，确立了离子注入调控关联材料的可行路径。
2026-08-17 cond-mat.str-el
Hall Coefficient Sign Reversal Driven by Orbital-Selective Oxygen-Vacancy Scattering in Nickelate Films
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
研究超导双层镍酸盐薄膜霍尔测量中符号反转现象，结合DFT+CDMFT相关多轨道准粒子模型与氧空位散射的T矩阵处理，发现不同类型空位对霍尔系数影响不同，确定其微观起源并提供相关输运框架。
2026-07-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intrinsic versus extrinsic orbital and electronic reconstructions at complex oxide interfaces
绝缘体LaAlO $_3$和SrTiO $_3$之间的界面容纳了二维电子液体（2DEL）--一种表现出超导性以及磁性和相关性的指示的高迁移率电子系统。虽然这种旗舰氧化物异质结构显示出电子应用的前景，但2DEL的起源和微观特性仍不清楚。不确定性仍然存在，部分原因是这种纳米级掩埋界面的电子结构难以探测，并且由于氧空位的可变存在以及局域和离域电荷的共存而加剧。这些各种各样的并发症已经排除了在该接口处进行内在电子和眼眶重建的决定性测试。在这里，我们克服了以前的困难，通过开发一个界面分析的基础上，固有的界面敏感的共振x射线反射。我们发现一个高的电荷密度为0.5电子每界面单元电池的样品以上的临界LaAlO $_3$厚度，并提取的深度依赖的轨道和电子重建附近的掩埋界面。我们发现，大多数的重建现象被限制在2个单位细胞的接口，我们量化的氧空位显着影响电子系统。我们的研究结果提供了强有力的支持，极性诱导的电子重构的存在，明确区分其影响的氧空位。
2021-06-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Reconstruction in a Self-assembled Oxygen Vacancy Nanostructure
我们展示了微观作用的氧空位空间限制在纳米间距（约1 nm）的BiFeO 3，使用共振软X射线散射技术和软X射线光谱测量。Ca ~（2+）对Bi ~（3+）的取代控制了空位的限制和空位总数。我们发现，通过增加取代，在没有任何氧化还原反应的情况下，Fe 3+阳离子的面内轨道带被重构。它导致Fe原子之间的跳跃减少，形成局部价带，特别是Fe的3d电子结构，周围的费米能级。这种能带局部化导致掺杂BiFeO 3系统的电导率降低。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Canting and Orbital Order in Spinel Vanadate Thin Films
我们报道了CoV $_2$ O $_4$的外延薄膜生长和表征，这是一种近巡回尖晶石钒酸盐，生长在（001）SrTiO $_3$上。的对称性降低的晶胞从立方的散装正交的薄膜相比，散装的磁各向异性的结果在显着的差异，从结构和磁性表征确定。大块立方CoV $_2$ O $_4$与预测不符，轨道简并似乎持续到非常低的温度，在磁化和中子实验中只有小的异常，表明T = 90 K时可能发生自旋/轨道玻璃化转变。在本文提出的外延薄膜中，结构上将CoV $_2$ O $_4$从立方对称性中调谐出来导致完全不同的低温非共线基态。通过磁化和中子散射测量，我们表明，90 K的转变是与一个主要的自旋重取向远离亚铁磁易轴[001]的[110]方向。此外，V-自旋倾斜远离该方向，提取的垂直力矩提供了与体积相比更大的倾斜角的证据。该结果表明，压缩应变将系统更深地推入绝缘状态，即，远离本地-流动的交叉制度。
2018-05-03 cond-mat.str-el
Orbital reconstruction and two-dimensional electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 interface
传统的二维电子气是通过设计半导体化合物之间的界面来实现的。2004年，Ohtomo和Hwang发现，在由过渡金属氧化物制成的大间隙绝缘体之间的界面处也可以实现电子气[1]。这一发现产生了相当大的努力，以澄清潜在的微观机制。特别令人感兴趣的是LaAlO 3/SrTiO 3系统，因为它具有特别引人注目的特性。发现了高载流子迁移率[1]、电场可调的超导电性[2]和磁效应[3]，并指出在LaAlO_3/SrTiO_3 n型界面上电子气的产生是由轨道重构引起的。我们的研究结果是基于广泛的调查的电子性质和轨道结构的接口，使用X射线吸收光谱。特别是，我们发现，Ti 3d状态的简并性被完全去除，并且Ti 3dxy能级成为导电电子的第一个可用状态。
2008-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First Principles Prediction of Topological Phases in Thin Films of Pyrochlore Iridates
近年来，拓扑相引起了人们的广泛兴趣。虽然有许多三维材料表现出拓扑性质，但除了众所周知的量子霍尔系统之外，二维材料的例子相对较少。在这里，我们使用密度泛函理论结合Hartree-Fock理论，包括完整的轨道结构的相关铱$d$ -轨道和强大的，但有限的自旋轨道耦合强度的拓扑相位的材料特定的预测。我们发现Y $_2$ Ir $_2$ O $_7$沿[111]方向生长的双层和三层薄膜可以支持直接带隙高达0.02 eV的拓扑金属相，这可能使过渡金属氧化物作为一类新的拓扑材料在氧化物电子学中具有潜在的应用前景。
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Orbital Reconstruction Controlled by Interorbital Correlations and Hund's Coupling
Yunnan Normal University（云南师范大学）；Inner Mongolia University（内蒙古大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
采用动力学平均场理论研究双轨道哈伯德模型，明确轨道间库仑相互作用诱导的电荷竞争是异常轨道重构的关键机制，洪德耦合可调控该过程，为理解低维过渡金属氧化物的轨道现象提供统一图像。
2026-08-17 cond-mat.str-el
Interfacial reconstruction effects in insulating double perovskite Nd$_2$NiMnO$_6$/SrTiO$_3$ and Nd$_2$NiMnO$_6$/NdGaO$_3$ thin films
本研究探讨了Nd$_2$NiMnO$_6$超薄膜在不同衬底上的界面结构重构及其对Mn轨道对称性和磁性的影响，为理解超薄几何结构中磁性的演化提供了框架。
2025-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helimagnetic thin films: surface reconstruction, surface spin-waves and magnetization
用格林函数方法研究了简单立方晶格螺旋磁薄膜的量子特性。我们发现薄膜中的自旋组态是强烈不均匀的。利用精确确定的自旋组态，我们计算了自旋波谱和层磁化强度随温度T的变化。我们发现存在的表面局域模式，强烈影响表面磁化。我们还表明，量子涨落引起有趣的自旋收缩在T = 0，并在低T层磁化之间产生交叉。
2015-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strain-induced orbital energy shift in antiferromagnetic RuO2 revealed by resonant elastic x-ray scattering
长期以来，在其基态下，RuO 2被认为是一种普通的金属顺磁物质。最近的中子和X射线衍射表明，块体RuO 2是一个反铁磁体（AFM）与TN高于300 K。此外，外延应变诱导新的超导电性的薄膜的RuO 2低于2 K。在这里，我们提出了一个共振弹性X射线散射（REXS）研究在Ru L2边缘的应变RuO 2薄膜表现出应变诱导超导性。我们观察到一个方位角调制的100布拉格峰一致的倾斜AFM中发现散装。最值得注意的是，在显示出新型超导性的应变薄膜中，我们观察到Ru eg轨道向更高能量发生了~1 eV的位移。在较厚的松弛膜和具有不同应变方向的膜中，能量位移较小。我们的研究结果提供了进一步的证据的实用程序的外延应变作为一个调谐参数在复杂的氧化物。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Tuning bad metal and non-Fermi liquid behavior in a Mott material: rare earth nickelate thin films
超过Mott-Ioffe-Regel极限的电阻（称为坏金属行为）和非费米液体行为是许多强关联材料正常状态的普遍特征。在这里，我们建立的条件，导致坏的金属和非费米液相在NdNiO 3，表现出一个原型，带宽控制的金属-绝缘体过渡。我们表明，电阻饱和是由Ni eg轨道分裂，这可以通过在外延膜中的应变调谐，在一定条件下引起不良的金属行为的外观的大小。结果揭示了一个交叉到非费米液态金属相的性质，并提供了一个强本地化的预测标准。他们阐明了一个看似复杂的相行为作为薄膜应变和约束的函数，并提供轨道工程和新设备的指导方针。
2015-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unveiling the orbital-selective electronic band reconstruction through the structural phase transition in TaTe$_2$
本研究通过光电子能谱和第一性原理计算，揭示TaTe$_2$在170 K结构相变中发生轨道选择性电子能带重构，主要源于带状链中心Ta位点的$d_{XY}$轨道改变。
2024-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoelectric coupling induced by interfacial orbital reconstruction
磁电耦合效应具有深刻的物理意义和巨大的应用潜力，在材料科学中引起了大量的研究活动。在这里，我们报告了铁电极化驱动的可逆轨道重构调制铁电铁磁异质结构的磁性能。正、负电场分别增强和削弱Mn的平面轨道占有率和界面奇异磁态。我们的研究结果不仅为填补磁电耦合机制中缺少的轨道成员提供了广阔的机会，而且使轨道自由度直接应用于微电子器件。
2015-09-06 cond-mat.str-el
Massively strained VO2 thin film growth on RuO2
应变工程二氧化钒薄膜是改变这种材料从半导体到金属的特征一级转变的一种方法。在这项研究中，我们扩展了可利用的应变制度，利用发生在VO $_2$ /RuO $_2$系统沿c轴的金红石结构的非常大的晶格失配8.78%。采用原子氧支撑的反应分子束外延技术在两种不同表面取向的单畴RuO $_2$岛上生长了VO $_2$薄膜。这些薄膜进行了检查，空间分辨光电子和X射线吸收光谱，确认正确的化学计量。然后低能电子衍射揭示VO $_2$膜确实在RuO $_2$（110）上完全应变生长，表现出以前未报道的（$2\times2$）重构。在TiO $_2$（110）衬底上，我们再现了这种重构，并将其归因于高氧化学势引起的富氧终止。另一方面，在RuO $_2$（100）上，膜生长完全弛豫。因此，所提出的生长方法允许同时访问到一个显着的应变窗口，范围从块状结构到大规模应变区域。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic phase transitions in Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_3$ epitaxial thin films revealed by resonant soft x-ray scattering
研究了在（LaAl O $_3$）$_{0.3}$ -（SrAl $_{0.5}$ Ta $_{0.5}$ O $_3$）$_{0.7}$（LSAT）（011）$_c$上生长的Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_3$外延薄膜的磁性和轨道有序.在一个新的实验方法中，极化和能量依赖性的共振软X射线散射被用来揭示显着修改的磁序在膜相比，散装，即（i）不同的磁有序波矢量，（ii）不同的磁易轴和（iii）在低温下的额外的磁重排过渡。这些观察结果表明，强烈的影响的外延应变的自旋顺序，这是介导的轨道自由度，并提供了一个有前途的路线，以调整磁性能的锰氧化物薄膜。我们的研究结果进一步表明，共振软X射线散射是一个非常合适的技术来研究磁性的薄膜，中子散射不能很容易地应用于由于小的样品体积。
2011-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling orbital moment and spin orientation in CoO layers by strain
我们已经观察到，CoO薄膜生长在不同的衬底上显示出显着的差异，其磁性能。利用偏振相关的X射线吸收光谱在Co L $_{2,3}$边缘，我们发现，的磁矩的大小和方向强烈依赖于在薄膜中的应变引起的基板。我们提出了一个定量的模型来解释应变和自旋轨道相互作用如何决定三维轨道占据、磁各向异性以及自旋和轨道对磁矩的贡献。因此，控制的符号和方向的应变可能会打开新的机会，在交换偏置领域的应用在多层磁性薄膜。
2005-04-20 cond-mat.str-el
Effects of the surface termination and oxygen vacancy positions and on LaNiO$_{3}$ ultra-thin films: First-principles study
当LaNiO $_3$膜的超薄层的膜厚度变得小于几个晶胞（u.c.）时，氧空位的形成及其对相关电子结构的影响很少被研究。本文采用密度泛函理论+U（DFT+U）方法研究了LaNiO $_3$超薄膜的表面终止和氧空位位置对其电子性质和空位能量的影响.我们发现，在具有NiO $_2$终止表面（0.5 μ c.和1.5u.c.厚度），并且面内空位比面外空位在能量上有利。当允许两个空位位置时，Ni正方形平面几何形状在大多数情况下在能量上更稳定，因为两个氧空位倾向于留在Ni离子附近。NiO $_2$封端结构的面内空位是有利的，因为由于氧空位而释放的电荷可以容易地容纳在$d_{x^2-y^2}$轨道中，该轨道比$d_{z^2}$轨道占据少。值得注意的是，在DFT+U中，含有Ni正方形平面几何形状的氧空位结构变成绝缘状态，具有1.2eV的相当大的带隙，因为正方形平面中的$d_{z^2}$和$d_{x^2-y^2}$轨道之间的大的晶场分裂有利于绝缘状态，并且由于强的电子相关性，在其他Ni位点中诱导Mott绝缘状态。
2022-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of spin and orbital fluctuations on Mott-Hubbard exciton dynamics in LaVO${}_{3}$ Thin Films
最近的光学电导率测量揭示了某些莫特绝缘体中存在哈伯德激子。鉴于这些结果，重要的是重新审视这些材料的动力学，以解释激子相关性。利用超快光泵浦探测光谱研究了钙钛矿型${}_{3}$薄膜的时间分辨激发和弛豫动力学随温度的变化。LaVO ${}_{3}$在大致相同的临界温度$T_C\cong 140\ K$下经历一系列相变，包括二级磁性相变（PM $\xrightarrow{}$ AFM）和一级结构相变，伴随有\textit{C}型自旋序（SO）和\textit{G}型轨道序（OO）。在1.6 eV的超快光学泵浦探测光谱监测的哈伯德激子共振，作为一个敏感的报告自旋和轨道波动动力学的光谱权重的变化。我们观察到显着放缓的自旋，和轨道动力学附近的$T_C\cong 140$ K，让人想起一个二阶相变，尽管（弱）一阶性质的过渡。我们强调，由于它是光谱重量的变化，探测，测得的动态是不反映传统的激子产生和重组，但有关的哈伯德激子形成的动态中存在的波动的多体环境。
2020-09-21 cond-mat.str-el
Charge transfer and competing symmetry breaking drive orbital reconstruction and emergent ferromagnetism in insulating oxide superlattices
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本文研究NdNiO₃与NdMnO₃超晶格，发现界面电荷转移与对称性破缺驱动轨道重构，产生室温铁磁绝缘态，为自旋电子学应用提供了新途径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of doped Ru in coercivity-enhanced La$_{0.6}$Sr$_{0.4}MnO$_3$ thin film studied by x-ray magnetic circular dichroism
Ru替代Mn可提高La $_{1-x}$ Sr $_x$ MnO $_3$薄膜的介电性能。为了阐明其机理，我们在Ru M $_{2,3}$和Mn L $_{2,3}$边缘进行了软X射线吸收和磁性圆二色性测量。我们发现Ru和Mn的自旋方向相反，Ru具有有限的轨道磁矩。模型分析表明，Ru的有限轨道磁矩和降低的自旋磁矩是由于自旋-轨道相互作用下SrTiO $_3$衬底的外延应变引起的局域晶格畸变所致.
2013-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
