Orbital Order Instability and Orbital Excitations in Degenerate Itinerant Electron Systems
本文提出了轨道简并巡游电子系统的轨道有序理论。在提出轨道有序或轨道密度波有序的不稳定性判据后，我们发现铁轨道有序相的轨道和自旋轨道集体激发谱呈现有限能隙。异常的电子能谱中表现出的角度分辨光电子能谱（ARPES）和轨道占据的共振X射线散射（RXS）强度也提出了轨道有序相。
2006-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transition between orbital orderings in YVO3
已经发现的证据表明，在77 K相变的钒d-轨道的有序占领在YVO 3的变化，表现为在类型的Jahn-Teller失真的变化。磁有序温度为116 K时，77 K以上的轨道有序没有被破坏，但在200 K时出现了第二次结构相变。随着温度的降低，八面体的倾斜度增加，从而导致轨道有序度之间的转变。
2001-09-06 cond-mat.str-el
Capturing the ground state of uranium dioxide from first principles: crystal distortion, magnetic structure, and phonons
二氧化铀（UO $_2$）仍然是一个艰巨的挑战，第一原理的方法，由于复杂的相互作用之间的自旋轨道耦合，莫特物理，磁有序，晶体畸变。在这里，我们使用DFT+ $U$探索UO $_2$在零温度下，结合所有上述现象。技术上的挑战是导航DFT+ $U$产生的许多亚稳态电子态，这是使用$f$ -轨道占据矩阵控制来搜索基态来完成的。我们限制我们的搜索，以高对称性的铁磁相，包括自旋轨道耦合，这产生了以前未报道的占领矩阵。这个新发现的占领矩阵，然后作为一个初始化，探索对称性破缺阶段。我们发现3 k反铁磁态的氧笼畸变与实验结果非常吻合，并且自旋轨道耦合和Hubbard $U$都是关键因素。我们证明，只有选择声子模式有很强的依赖于哈伯德$U$，而磁有序只有一个小的影响整体。我们使用非弹性中子散射的声子色散曲线进行测量，我们的计算显示出良好的一致性时，使用合理的值$U$。DFT+ $U$的定量成功保证了在这一理论水平内对热输运和其他可观测量的探索。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct observation of t2g orbital ordering in magnetite
使用软X射线衍射在特定地点的共振在Fe L23的边缘，我们发现明确的证据轨道和电荷有序磁铁矿下面的Verwey过渡。光谱直接表明（001/2）衍射峰（立方记法）是由八面体Fe ~（2+）位上的t_2g轨道有序引起的，而（001）衍射峰是由t_2g占据的空间调制引起的。
2007-11-13 cond-mat.str-el
Occupation switching of $d$ orbitals probed via hyperfine interactions in vanadium dioxide
利用轨道分辨核磁共振（OR-NMR）技术对二氧化钒VO $_2$单晶的金属-绝缘体相变进行了微观研究。各向异性$^{51}$ V奈特位移和核四极频率的观测使我们能够评估轨道相关的自旋磁化率和$d$轨道职业。这一结果与关联金属相中的简并$t_{2g}$轨道和关联绝缘相中的$d$轨道有序相一致。沿着链指向的主要轨道促进自旋单态形成，触发金属-绝缘体转变。磁和电超精细张量的不对称性表明，低对称性晶体场有利于$d$轨道重整，形成局域分子轨道。结果表明，在具有轨道自由度的Mott跃迁中，存在着电子的合作关联和电子-声子耦合。
2020-06-12 cond-mat.str-el
Orbital ordering, Jahn-Teller distortion, and anomalous X-Ray scattering in Manganates
用LSDA+U计算表明，Mn的K边的X射线散射对一个能量范围内的轨道有序和另一个能量范围内的Jahn-Teller畸变敏感。相反，我们表明，能带结构的影响，而不是本地库仑相互作用的K边缘散射的偏振依赖性，因此它是最近邻键长扭曲和下一个最近邻轨道占领的建议。在此基础上，我们提出了一个新的机制，K边X射线散射在锰氧化物，我们建议也适用于过渡金属化合物一般。
1999-01-08 cond-mat.str-el
Charge ordering transition in GdBaCo2O5: evidence of reentrant behavior
采用高分辨同步辐射粉末衍射/单晶衍射结合电子顺磁共振（EPR）实验，研究了GdBaCo 2 O 5体系的电荷有序（CO）跃迁随温度的变化.在TCO=247 K（Pmmm到Pmma）时，我们发现了一个与长程CO相关联的二级结构相变。在Tmin = 1.2TCO时，EPR谱线宽度迅速变宽，这证明了Gd ~（3+）离子之间的磁相互作用和Co ~（2+）/Co ~（3+）亚晶格的反铁磁耦合导致的自旋涨落。这可能表明，类似于锰氧化物，GdBaCo 2 O 5中的长程反铁磁序在TCO处开始。对分布函数（PDF）分析的衍射数据显示在低温下的结构不均匀性的签名。通过比较平均和局部键价，我们发现，在TCO以上的局部结构是一致的，完全随机占用的Co 2+和Co 3+在1：1的比例，并与一个完整的电荷顺序低于TCO。低于T = 100 K的电荷本地化部分熔融在当地的规模，这表明一个重入行为的CO。这一结果是支持的弱化的超结构反射和EPR线宽的温度演变是一致的顺磁（PM）重入行为报告中的GdBaCo2O5.5母体化合物。
2013-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of strain on magnetic and orbital ordering of LaSrCrO$_3$/LaSrMnO$_3$ heterostructures
利用体磁测量、软X射线磁谱、第一性原理密度泛函理论、高分辨电子显微镜和X射线衍射研究了应变和薄膜厚度对LaSrCrO $_3$（LSCO）/LaSrMnO $_3$（LSMO）异质结构的轨道和磁性的影响.我们观察到一个反平行序的磁矩之间的铁磁LSMO层和LSCO间隔导致一个应变无关的铁磁基态的LSCO/LSMO异质结构的LSMO层薄如2个单元电池。随着LSMO厚度的增加，保持净铁磁状态，然而，每Mn的平均磁矩被发现是依赖于衬底引起的应变的大小。磁响应的差异与优先占据的Mn $x^2-y^2$（面内）d-轨道的拉伸应变和$3z^2-r^2$（面外）轨道下的压缩应变导致竞争的铁磁和反铁磁交换相互作用的LSMO层。这些结果强调了轨道，结构和自旋自由度和它们的可调性在原子级薄的晶体复合氧化物层的相对贡献。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge States of Ions, and Mechanisms of Charge-Ordering Transitions
为了深入了解电荷有序跃迁的机制，通常将其描绘为离子M的2 M $^{n+}$ $\rightarrow$ M $^{(n+1)+}$ + M $^{(n-1)+}$的分解，我们（1）回顾并重新考虑电荷状态（2）介绍了电荷有序化合物AgNiO $_2$和双电荷态绝缘体AgO的新结果，（3）分析实际（非正式）电荷的阳离子占据，并努力调和出现的难题。我们建立了几个最清晰的情况下，电荷有序过渡涉及没有不成比例（阳离子之间没有电荷转移，因此没有电荷转移），并用于支持电荷有序的实验数据可以占内密度泛函为基础的计算，不包含阳离子之间的电荷转移。我们建议，电荷态图片保留的意义和重要性，至少在许多情况下，如果一个集中在Wannier函数，而不是原子轨道。讨论了用模型哈密顿量模拟电荷有序跃迁的挑战。
2013-10-20 cond-mat.str-el
Inverted orbital polarization in strained correlated oxide films
通过外延应变操纵价电子的轨道占据以诱导新的功能性质需要考虑局部成键环境的变化如何影响费米能级处的能带结构。利用同步辐射测量相关氧化物CaFeO 3外延应变膜的X射线线性二向色性，证明了Fe价电子的轨道极化与传统的理解相反。虽然铁的3d轨道的能量有序的多重态配体场论分析证实与以前报道的应变诱导行为是一致的，我们发现，名义上较高的能量轨道是更多的人口比低。我们归因于这种倒置的轨道极化的各向异性带宽响应的应变在化合物中几乎充满带。这些发现提供了一个重要的反例，应变诱导的轨道极化的传统理解，并揭示了一种新的方法，工程师，否则无法实现的相关氧化物的轨道职业。
2018-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possible High TC Layered Ferromagnetic Insulator Sr2NiRuO4: An ab initio Study
磁性绝缘体通常是反铁磁的（AFM），层状AFM化合物通常具有较低的有序化温度。另一方面，具有高TC的层状铁磁（FM）绝缘体非常罕见，尽管它们在自旋电子学应用中可能非常有用。在这里，使用晶体场能级分析结合密度泛函理论计算以及蒙特卡罗模拟，我们预测，层状绝缘体Sr 2 NiRuO 4将具有很强的FM耦合与TC高达240 K。四方晶场使S=1/2Ni+和S=3/2 Ru ~（3+）态稳定。独特的水平有序和占领优化FM Ni-Ru超交换相互作用的棋盘式排列，从而表明Sr 2NiRuO 4作为一个不寻常的高TC层状FM绝缘体。这项工作突出了潜在的电荷-自旋-轨道自由度稳定强FM耦合层状氧化物。
2018-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital order in La0.5Sr1.5MnO4: beyond a common local Jahn-Teller picture
找到Jahn-Teller（JT）离子轨道占据的标准方法是使用结构数据，假设轨道占据和相关的JT畸变之间一一对应，例如在O 6八面体中。然而，我们表明，这种方法原则上不适用于分层系统。具体来说，使用层状锰氧化物La0.5Sr1.5MnO4作为一个例子，我们发现从我们的X射线吸收测量和理论计算，该类型的轨道排序强烈矛盾的标准本地失真的方法为Mn 3 + O 6八面体，和通常被忽略的长程晶场效应和各向异性跳跃积分实际上是至关重要的，以确定轨道占领。我们的研究结果可能会打开一条途径，以控制多层系统中的轨道状态，从而控制其物理性质。
2011-04-19 cond-mat.str-el
Orbital Dependent Phase Control in Ca2-xSrxRuO4
本文采用第一性原理研究了层状钙钛矿结构Ca $_{2-x}$ Sr $_x$ RuO $_4$的轨道态。从$x < 0.2$的反铁磁（AF）Mott绝缘体到$x=0.5$的近铁磁（FM）金属的交叉是由$xy$轨道占据的系统变化表征的。对于AF侧（$x < 0.2$），我们提供了$xy$铁轨道排序的有力证据。研究发现，由于二维晶体结构的存在，$t_{2g}$（或$e_g$）态的简并度被强有力地提升，即使没有RuO $_6$的Jahn-Teller畸变.这种效应占主导地位，并得出$xy$轨道的合作占领的结论。与最近的建议相反，由此产生的电子结构很好地解释了所观察到的X射线吸收光谱和光学电导率的双峰结构。然而，对于FM侧（$x=0.5$），具有半填充的$xy$轨道在FM状态中打开了伪能隙，并且主要贡献于自旋$S$ =1/2矩（而不是$x$ =0.0情况下的$S$ =1），而$yz,zx$状态是巡回的，具有非常小的自旋极化，一致地解释了最近的中子数据。
2004-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital-quenching-induced magnetism in Ba_2NaOsO_6
观察到具有七价Os的双钙钛矿\bnoo（$d^1$）保持在理想的立方结构（{ \it，即}）。无轨道有序），尽管$t_{2g}$轨道被单占据，甚至在低于6.8 K的铁磁有序相中。基于{ \it从头算}色散的分析表明，由于自旋和轨道补偿，磁性OsO $_6$团簇接近无矩条件，其中{\it从头算}色散用基于Os $t_{2g}$的Wannier函数图、自旋轨道耦合、Hund耦合和强库仑排斥表示。淬灭（杂交）然后驱动小瞬间的出现。这种补偿，前所未有的过渡金属，出现在一个统一的图片，占所观察到的莫特绝缘行为。
2007-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structurally triggered orbital and charge orderings in TlMnO$_3$ and related compounds
本文通过第一性原理计算和对称模式分析，阐明了TlMnO$_3$中$G$型轨道有序化的结构起源，并揭示了锰酸盐和镍酸盐中轨道与电荷有序化均由理想结构的高频声子模式共同触发。
2025-04-03 cond-mat.str-el
Angle-resolved photoemission study of the role of nesting and orbital orderings in the antiferromagnetic phase of BaFe2As2
我们提出了一个详细的比较BaFe 2As 2在其顺磁和反铁磁（AFM）相的电子结构，通过角度分辨光电发射研究。使用不同的实验几何形状，我们解决了完整的椭圆形的电子口袋，包括部分dxy对称沿其主轴通常是失踪。这使我们能够精确地定义空穴和电子口袋是如何嵌套的，以及不同的轨道如何在过渡中演变。我们的结论是，空穴和电子口袋之间的不完美的嵌套解释，而在AFM阶段的间隙和残留的金属液滴的形成，提供了不同的频带的相对奇偶性考虑。除了这个嵌套的图片，我们观察到的转变和分裂的许多带。我们表明，分裂是表面敏感的，可能不是一个可靠的签名的磁性秩序。另一方面，这些变化表明在过渡区，特别是在我们讨论的dxz/dyz系统中，轨道占据发生了显著的再分配。
2011-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
G-type antiferromagnetism and orbital ordering due to the crystal field from the rare-earth ions induced by the GdFeO_3-type distortion in RTiO_3 with R=La, Pr, Nd and Sm
本文从理论上研究了LaTiO_3反铁磁有序的起源和令人困惑的性质以及钙钛矿型钛酸盐的磁相图。结果表明，在LaTiO_3中，GdFeO_3型结构中的La阳离子最终使t_{2g}简并度升高，从而产生一个近似三角对称的晶场。这使得用单能带哈伯德模型描述LaTiO_3的低能结构成为一个很好的出发点。最低轨道占据稳定了AFM（G）态，很好地解释了中子散射实验得到的LaTiO_3自旋波谱。R=Pr，Nd和Sm的RTiO_3的轨道-自旋结构也由同样的机制解释。指出GdFeO_3型畸变通过产生R晶场，与文献中忽略的Jahn-Teller机制竞争，在决定钙钛矿化合物的轨道-自旋结构方面具有普遍意义。由于GdFeO_3型畸变是一种普遍现象，在大量的钙钛矿化合物中可以看到，这种机制也可能在这类化合物中发挥重要作用。
2003-12-11 cond-mat.str-el
Bond Ordering and Molecular Spin-Orbital Fluctuations in the Cluster Mott Insulator GaTa$_4$Se$_8$
通过总散射和非弹性中子散射，发现GaTa$_4$Se$_8$在T$^*$=50 K自旋-轨道有序转变前存在动态自旋-轨道态，提出团簇间相互作用破坏全局对称性，形成自旋-轨道价键基态。
2022-06-15 cond-mat.str-el
Decoherence and Dephasing in Kondo Tunneling through Double Quantum Dots
本文描述了双量子点（DQD）中电荷-自旋变换的机制，在DQD的两个谷中的一个谷上施加随时间变化的栅极电压v（t），而另一个谷耦合到源极和漏极.当DQD的自旋谱由基态自旋三重态和两个单重态激发形成时，可以实现强库仑阻塞下的近藤隧穿机制。由v（t）引起的电荷涨落导致自旋多重态内的跃迁，其特征为SO（5）动力学对称群。在弱非绝热区，退相干、退相和弛豫过程影响近藤隧穿。这些过程中的每一个都是由一种特殊类型的动态规范涨落引起的，因此人们可以区分DQD的基态中的退相干和有限温度下的退相。
2006-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Contrasting magnetism in isovalent layered LaSr3NiRuO4H4 and LaSrNiRuO4 due to distinct spin-orbital states
最近合成的第一个4d过渡金属氧化物氢化物LaSr_3NiRuO_4H_4具有不寻常的高H：O比，令人惊讶地显示没有磁序低至1.8 K。这与具有相当高的铁磁（FM）有序居里温度TC（约250 K）的类似的不寻常的低价Ni+ -Ru 2+层状氧化物LaSrNiRuO 4形成鲜明对比。在这项工作中，使用密度泛函计算的晶体场能级图和超交换图片的帮助下，我们发现，对比的磁性是由于不同的自旋轨道状态的Ru 2+离子（除了常见的Ni+ S=1/2状态，但具有不同的轨道状态）：Ru 2 + S=0状态的LaSr 3 NiRuO 4 H4，但Ru 2 + S=1状态的LaSrNiRuO 4。由于RuH 4 O2八面体配位，Ru 2 + S=0态具有（xy）2（xz; yz）4占据，然后Ru 2+离子稀释S=1/2 Ni+亚晶格，因此具有非常弱的反铁磁（AF）超交换，因此在LaSr 3 NiRuO 4 H4中不存在磁序。与此相反，LaSrNiRuO 4中的Ru 2 + S=1态具有（3 z2-r2）2（xz; yz）3（xy）1占据，这是由于平面正方形RuO 4的配位，然后S=1/2 Ni+和S=1 Ru 2+之间的多轨道FM超交换导致了LaSrNiRuO 4中的高TC。这项工作突出了自旋轨道状态在确定不同的磁性的重要性。
2019-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for charge and orbital order in the doped titanates RE_(1-x)Ca_xTiO_3 (RE=Y, Er, Lu)
本文用宏观和衍射相结合的方法研究了RE_（1-x）Ca_xTiO_3（RE=Y，Er，Lu）的电、磁和结构性质，重点研究了金属-绝缘体转变附近的浓度范围。绝缘相，这是由一个较小的稀土离子半径稳定，表现出电荷秩序与dxy轨道的主要占领。电荷和轨道有序性解释了RE_（1-x）Ca_xTiO_3在较小稀土离子存在下绝缘态稳定范围较宽的原因。Ti-O键距的强调制指示电荷的相当大的调制。
2011-09-01 cond-mat.str-el
Electronic Structure and Phase Transition in V2O3: Importance of 3d Spin-Orbit Interaction and Lattice Distortion
从理论上研究了纯V_2O_3和Cr掺杂V_2O_3的三维电子结构和相变与三维自旋轨道相互作用和晶格畸变的关系。本文从多体理论的角度研究了一个由最近邻V离子对组成的三维轨道完全简并的模型。结果表明，S=1自旋态的V离子具有较大的轨道磁矩$\sim 0.7 μ_{\rm B}$，且在反铁磁绝缘相（AFI）中没有轨道有序.在AFI相发现的反常共振布拉格反射归因于磁有序。在AFI和顺磁绝缘（PI）相中，类Jahn-Teller晶格不稳定性导致了V离子对相对于顺磁轴的倾斜，这导致了顺磁金属和绝缘相之间轨道占据的巨大差异，这与线性二向色性V 2 p XAS测量结果一致。为了理解AFI到PI的转变，还提出了一个模型自旋哈密顿量。结果表明，该跃迁是V离子对的磁矩和倾斜方向同时发生的有序-无序跃迁。弹性常数C44的软化和短程自旋关联的突变也得到了解释。
2002-04-15 cond-mat.str-el
Mott-insulator transition in Ca(2-x)Sr(x)RuO4: A study of the electronic and magnetic properties
用LDA、LDA + U和动态平均场近似方法计算了Ca（2-x）Sr（x）RuO_4（0 <= x <= 2）合金系金属相和绝缘相的电子结构。在端元中基态分别是轨道非简并的反铁磁绝缘体（x = 0）和良金属（x = 2）。当x> 0.5时，我们观察到的Curie-Weiss顺磁金属态具有一个自旋S = 1/2的局域磁矩，这可以用Ru-4d定域轨道和巡游轨道的共存来解释。对于0.2 <x <0.5，我们提出了一个具有部分轨道和自旋序的态。一个有效的模型的本地化轨道和自旋自由度进行了讨论。在x = 0.2处的金属-绝缘体转变归因于与晶体的结构变化相关联的轨道占据中的开关。
2001-07-04 cond-mat.str-el
Intermediate-spin state and properties of LaCoO_3
采用LDA+U方法计算了不同自旋态Co离子的LaCoO $_3$的电子结构.基态被发现是一个低自旋态的钴离子的超导绝缘体。在能量稍高的地方，我们发现了两个中间自旋态，然后是一个高自旋态，能量明显更高。计算结果表明，具有$t_{2g}$对称性的Co 3 $d$态形成容易局域化的窄带，而$e_g$轨道由于与氧2 $p$态的强杂化而形成宽的$σ^*$带.随着温度的升高，晶格参数的相应增加，从低自旋到中自旋的转变发生。这种中间自旋（占据$t_{2g}^5e_g^1$）可以形成一种轨道排序，这种轨道排序可以解释LaCoO $_3$在90 K $<$ T $<$ 500 K的非金属性质。提出了磁行为和逐渐绝缘-金属转变的可能解释。
1997-09-04 cond-mat.str-el
