Reduced effective spin-orbital degeneracy and spin-orbital ordering in paramagnetic transition metal oxides: Sr2IrO4 vs. Sr2RhO4
我们讨论了顺磁材料中自旋轨道极化和有序的概念，并讨论了它们在过渡金属氧化物中的后果。将密度泛函和动力学平均场论相结合的方法推广到具有大自旋轨道相互作用的材料，研究了Sr 2 IrO 4和Sr 2 RhO 4顺磁相的电子激发.我们发现，自旋轨道相互作用，结构扭曲和库仑相互作用的相互作用抑制自旋轨道波动。结果表明，室温下Sr 2 IrO 4是顺磁自旋轨道有序的莫特绝缘体。在Sr 2 RhO 4中，有效的自旋-轨道简并度降低，但由于较小的自旋-轨道和较小的库仑相互作用，材料保持金属性。我们发现我们的从头计算Sr 2 RhO 4与角分辨光电发射很好的协议，并预测光谱的顺磁相Sr 2 IrO 4。
2011-07-07 cond-mat.str-el
Interplay of orbitally polarized and magnetically ordered phases in doped transition metal oxides
在平均场近似下，我们研究了空穴掺杂时电子相互作用的二维模型的磁不稳定性。特别是，我们解决的轨道极化状态的发生，由于不等价的轨道，以及它们与铁磁和反铁磁自旋顺序的相互作用。详细讨论了Hund交换耦合J_H和晶场轨道分裂E_z在稳定竞争相中所起的作用。
2005-02-06 cond-mat.str-el
Spin, Orbital and Charge Order at the Interface between Correlated Oxides
在正方晶格上四分之一填充$t_{2g}$轨道哈伯德模型下，研究了$_3$ /$_3$异质结构中VOPDMATHABMM界面层中关联电子的集体行为.我们认为，基态是由双交换机制驱动的铁磁，并由于有限的几何形状和电子关联的轨道和电荷有序。轨道和电荷密度波在所有轨道的整个费米表面上打开间隙。该理论解释了所观察到的LaVO $_3$和SrTiO $_3$之间$p$型界面的绝缘行为。
2008-11-13 cond-mat.str-el
Orbital and spin order in oxide two-dimensional electron gases
我们描述了一个多带二维电子气的变分理论，捕获静电约束电位，轨道相关的层间电子跳跃和电子-电子相互作用之间的相互作用，并将其应用到d-带的二维电子气，形成附近的钙钛矿氧化物表面和异质结。这些多带二维电子气易于形成库仑相互作用驱动的轨道有序基态。我们发现，随着电子密度的降低和相互作用的增强，自发轨道有序首先出现，然后是自旋有序。我们比较我们的结果与已知的单组分二维电子气系统的性能和评论密切相关的物理在半导体量子阱和范德华异质结构。
2016-08-11 cond-mat.str-el
Phase transitions in spin-orbital coupled model for pyroxene titanium oxides
本文研究了辉石型钛氧化物ATiSi_2O_6（A=Na，Li）的有效自旋-轨道耦合模型中的竞争相和相变现象。利用平均场型分析和数值量子转移矩阵方法，我们证明了该模型具有两种不同的有序态：自旋二聚体和轨道铁态以及自旋铁和轨道反铁态.两相之间的转变由Hund规则耦合到现场库仑排斥的相对强度和/或由外部磁场驱动。确定了基态相图。有一个激烈的竞争之间的轨道和自旋自由度的多临界制度，这会导致大的波动，并显着影响有限的温度性质的顺磁相。
2004-10-16 cond-mat.str-el
Orbital Polarization and Fluctuation in Manganese Oxides
在包含母体化合物的形式下，我们研究了任意掺杂浓度下具有轨道简并度的扩展Hubbard型模型。计算了RPA的平均场相图和自旋波激发。事实证明，一个大的轨道极化是必不可少的再现取决于掺杂浓度的磁相。在此基础上，我们从大轨道极化的立足点出发，讨论了自旋倾斜、自旋波色散和自旋波刚度。我们还讨论了轨道的波动，原来是重要的铁磁金属区的CMR观察。在这方面也讨论了区边界附近的自旋波软化。
1999-09-02 cond-mat.str-el
Photocarrier Injection to Transition Metal Oxides
由于数据中的一个关键错误，这篇论文已被作者撤回。
2003-01-07 cond-mat.str-el
Nuclear Magnetic Resonance as a probe of nanometre-size orbital textures in magnetic transition metal oxides
利用现代显微镜和衍射技术对过渡金属氧化物中强电子关联的研究揭示了自旋、电荷和晶体结构中纳米尺度织构的迷人世界。实例范围从高$T_c$超导铜酸盐和镍酸盐到空穴掺杂的锰氧化物和钴矿。然而，在许多情况下，这些纹理的外观伴随着“玻璃化”和多尺度/多相效应，这使它们的实验验证变得复杂。在这里，我们演示了如何核磁共振可以独特地用于探测磁性过渡金属氧化物中的纳米尺寸轨道纹理。作为一个令人信服的例子，我们第一次展示了在铁磁绝缘体La $_{0.875}$ Sr $_{0.125}$ MnO $_3$的基态纳米轨道相分离的检测。
2004-12-14 cond-mat.str-el
Orbital degeneracy and Mott transition in Mo pyrochlore oxides
我们提出了一个有效的双带双交换模型上的烧绿石晶格理解复杂的相竞争钼烧绿石氧化物的理论结果。该模型包括三角场分裂下$e_g'$轨道的二重简并、轨道间库仑排斥、巡游$e_g'$电子与局域$a_{1g}$自旋之间的Hund规则耦合以及$a_{1g}$自旋之间的超交换反铁磁相互作用。通过蒙特卡罗模拟，在非限制型平均场水平上处理库仑排斥，得到了库仑排斥和超交换相互作用的低温相图。结果包括四个具有特征自旋和轨道顺序的主导相以及它们之间的金属-绝缘体转变。绝缘区域的特征在于沿局部$<111>$轴的$e_g'$轨道的“铁”型轨道排序，而与自旋排序无关。
2011-07-15 cond-mat.str-el
Ab Initio determination of Cu 3d orbital energies in layered copper oxides
长期以来，人们一直认为，描述高Tc超导铜氧化物低能物理的极小模型必须包括除了正则x2-y2对称性之外的其他对称性的铜态，特别是z2轨道。这些状态的能量分裂的实验和理论估计差异很大。与一种新的从头算量子化学计算方案，我们确定这些能量的范围内的铜氧化物和-oxyclorides，确定与顶端铜配体的距离的趋势，并找到极好的协议与最近的共振非弹性X-射线散射测量，可用于La 2CuO 4，Sr 2CuO 2Cl 2，和CaCuO 2。
2011-10-11 cond-mat.str-el
Topological insulators from complex orbital order in transition-metal oxides heterostructures
在二维和三维晶格模型中，人们提出了由电子-电子相互作用动态产生的拓扑带绝缘体。我们提出的证据表明，二维版本可以稳定的过渡金属氧化物的数字（111）异质结构作为纯粹的本地相互作用的结果。的拓扑阶段是伴随着自发订购的复杂的轨道，我们讨论了它们的稳定性与Hund的规则耦合，Jahn-Teller相互作用和反演对称性破缺项。作为主要的竞争对手，我们确定了自旋和磁性相。
2011-10-15 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Entangled Liquid State in the Copper Oxide Ba$_3$CuSb$_2$O$_9$
具有轨道简并的结构对自发畸变是不稳定的。这种轨道相关通常具有比自旋高得多的能量标度，因此，磁跃迁发生在低得多的温度下，几乎与轨道排序无关。然而，当轨道和自旋的能量尺度满足时，存在自旋-轨道纠缠的可能性，这将稳定新的基态，如自旋-轨道液体和随机单重态。在这里，我们审查这样一个新的自旋轨道磁性发现在六方晶系钙钛矿氧化物Ba $_3$ CuSb $_2$ O $_9$，它拥有一个自组织的蜂窝状短程有序的强Jahn-Teller离子Cu $^{2+}$。全面的结构和磁性测量表明，该系统既没有磁性，也没有Jahn-Teller转变到最低温度，和铜的自旋和轨道保持六角对称性和顺磁状态。各种宏观和微观测量都表明自旋和轨道在低温下保持波动而不冻结，形成自旋-轨道纠缠液体状态。
2018-10-10 cond-mat.str-el
Orbital and Spin Excitations in Cobalt Oxide
通过中子散射，我们已经确定了新的分支的磁激发的轨道活性CoO（TN=290 K）高达15 THz和温度从6 K到450 K。在六个单晶区中的（111）方向上获取数据。从温度和Q的依赖关系，我们已经确定了几个分支的磁激发。我们描述了一个模型的耦合轨道和自旋态的Co 2+受晶体场和四重态畸变。
2007-06-22 cond-mat.str-el
Orbital reconstruction in nonpolar tetravalent transition-metal oxide layers
一个有前途的途径来定制量子材料和器件的电子特性依赖于多层氧化物异质结构中的轨道工程的想法。在这里，我们表明，层间电荷不平衡和配位体扭曲的相互作用提供了一个旋钮，即使在本质上堆叠的氧化物的电子水平的顺序调谐。在这方面，我们解决的$d$ -层次结构的层状Sr $_2$ IrO $_4$的电子自旋共振。虽然正则配位场论预测$g_{\parallel}$ -因子$\!<\!2$为正四重畸变，如存在于Sr $_2$ IrO $_4$中，但实验表明$g_{\parallel}\!>\!2$ .这意味着铱的$d$能级相对于它们的正常顺序是颠倒的。最先进的电子结构计算证实了Sr $_2$ IrO $_4$中的能级切换，而我们发现它们在Ba $_2$ IrO $_4$中是正常有序的。由于金属-氧层的非极性特性，我们的研究结果突出了四价过渡金属214氧化物作为理想的平台，探索$d$ -轨道重建的氧化物电子学的背景下。
2016-04-26 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
First-principles studies of spin-orbital physics in pyrochlore oxides
烧绿石氧化物$A_2B_2$ O $_7$由于晶格结构和活性电荷、自旋和轨道自由度而表现出几何阻挫、电子相关和自旋-轨道耦合之间的复杂相互作用。理解这些材料的性质是一个理论上的挑战，因为它们复杂的性质取决于材料的具体细节和量子多体效应。在这里，我们回顾了我们最近的研究的基础上的第一性原理计算和量子多体理论的4 $d$和5 $d$烧绿石氧化物与$B$ =Mo，Os，和Ir。在这些研究中，自旋轨道耦合和局域电子关联的LDA+ $U$和LDA+动力学平均场论形式主义。我们还讨论了这些计算的技术方面。
2019-06-06 cond-mat.str-el
Absence of Hole Confinement in Transition Metal Oxides with Orbital Degeneracy
本文研究了强关联t_2g电子的二维哈伯德模型中空穴运动的光谱特性。虽然超交换相互作用是伊辛类，准一维相干空穴运动产生由于有效的三位项。这一机制与传统的SU（2）对称自旋模型中空穴通过量子涨落运动的机制有着根本的不同。轨道模型也描述了空穴在某些e_g化合物中的传播，我们认为轨道简并本身并不导致空穴自局域化。
2008-02-14 cond-mat.str-el
Orbital and spin interplay in spin-gap formation in pyroxene titanium oxides ATiSi2O6 (A=Na, Li)
从理论上研究了辉石型钛氧化物ATiSi_2 O_6（A=Na，Li）的晶格二聚化相变到自旋单重态的轨道自由度和自旋自由度之间的相互作用.对于自旋为1/2的准一维系统，在强关联极限下，考虑t_2g轨道简并，导出了一个有效的自旋-轨道-晶格耦合模型，并通过数值模拟和平均场分析对该模型进行了研究.我们发现轨道和自旋自由度之间存在非平凡的反馈效应;随着温度的降低，反铁磁自旋关联的发展将轨道关联的符号从反铁型改变为铁型，最终铁型轨道关联诱导二聚化和自旋单态的形成。由于这种相互作用，该系统经历了一个有限的温度过渡到自旋二聚体和轨道铁有序相伴随的Jahn-Teller晶格畸变。磁化率的数值计算结果显示偏离居里-外斯行为，并很好地再现了实验数据。结果表明，Jahn-Teller能标相当小，轨道和自旋交换相互作用在辉石型钛氧化物中起决定性作用。
2004-10-16 cond-mat.str-el
Complex Orbital State Stabilized by Strong Spin-Orbit Coupling in a Metallic Iridium Oxide IrO$_{2}$
对金属氧化铱IrO $_{2}$进行了共振X射线衍射实验。我们观察到的各向异性张量的磁化率（ATS）散射，其光谱显示出鲜明的对比之间的$L_{3}$和$L_{2}$边缘。在$L_{3}$边缘，清楚地观察到从核心2 $p$轨道到5 $d$ $t_{2g}$和$e_{g}$轨道的共振激发。相反，与5个$d$ $t_{2g}$轨道相关的共振模式在$L_{2}$边缘不可辨别。这种对比行为表明，由于5 $d$过渡金属离子中的强自旋-轨道耦合，Ir 5 $d$ $t_{2g}$轨道相当接近于$J_{\rm eff}$ = 1/2态，如在莫特绝缘体Sr $_{2}$ IrO $_{4}$中。我们的结果清楚地表明，ATS散射是一个有用的探针，调查复杂的轨道状态在金属状态。这样的状态会引起新的现象，如自旋霍尔效应。
2012-11-26 cond-mat.str-el
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
Dimensionality Control of d-orbital Occupation in Oxide Superlattices
操纵强关联电子系统中的轨道态对于探索和开发新的电子相具有重要的基础和技术意义。在这里，我们报告了一个明确的演示t2 g和eg多重态之间的轨道占据控制准二维过渡金属氧化物超晶格（SL）组成的莫特绝缘体LaCoO 3和带状绝缘体LaAlO 3。随着LaCoO3亚层厚度接近其基本极限（即一个晶胞厚度），SL的电子状态从莫特绝缘体（其中t2 g和eg轨道都被部分填充）变为完全填充（清空）t2 g（eg）轨道的带状绝缘体。我们发现，降维对电子结构的演化有着深刻的影响，而电子结构的演化对外延应变不敏感。这里所示的显着的轨道可控性提供了一个有前途的新的应用，如催化和光催化，其中d能级的能量是一个重要的参数的途径。
2014-12-22 cond-mat.str-el
Mixing of $t_{2g}$-$e_g$ orbitals in 4d and 5d transition metal oxides
使用精确对角化，我们研究了自旋轨道耦合和相互作用诱导的混合之间的$t_{2g}$和$e_g$ $d$ -轨道状态在立方晶体环境中，通常发生在过渡金属氧化物。我们根据电子灌装情况，与广泛使用的仅$t_{2g}$或仅$e_g$型号进行直接比较。我们认为所有的电子填充的$d$壳和计算总磁矩，自旋，每个轨道的占有率，和有效的自旋轨道耦合强度（通过相互作用效应重整化）的裸露的相互作用参数，自旋轨道耦合，晶体场分裂，专注于相关的参数范围内的4D和5D过渡金属氧化物。在不同的限制，我们提供微扰的结果与我们的数值计算一致。我们发现，$t_{2g}$ - $e_g$混合可以是大的，与高达20\%的占用轨道是名义上的“空”，这具有实验意义的解释的分支比在实验中，并可以影响有效的本地矩哈密顿量用于研究过渡金属氧化物中的磁相和磁激发。我们的研究结果可以帮助这些材料，这往往落在一个政权的中间耦合相对于电子-电子相互作用的实验的理论解释。
2018-12-10 cond-mat.str-el
Fermi Surface Nesting and Nanoscale Fluctuating Charge/Orbital Ordering in Colossal Magnetoresistive Oxides
我们使用高分辨率角分辨光电子能谱揭示费米表面和关键的传输参数的层状巨磁阻（CMR）氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7的金属态。利用这些参数，计算的面内电导率比测量的DC电导率大近一个数量级。这种差异可以通过包括赝能隙来解释，该赝能隙在费米能量处去除了至少90%的光谱权重。赝能隙和许多其他性质的关键是平行的直费米面部分，这是非常容易嵌套的不稳定性。这些嵌套不稳定性产生纳米级波动的电荷/轨道调制，其与Jahn-Teller扭曲合作，并与双交换所青睐的电子巡回竞争。
2001-06-29 cond-mat.str-el
Coulomb Correlations in 4d and 5d Oxides from First Principles - or How Spin-Orbit Materials choose their Effective Orbital Degeneracies
自旋轨道相互作用和库仑关联的相互作用已成为凝聚态理论中的一个热点问题。本文综述了基于动力学平均场论的铱酸盐和铑酸盐电子结构计算的最新进展。我们强调化合物的有效简并度的概念，它引入了一个额外的轴到传统的图片的相图的基础上填充和相互作用的带宽的比率。
2016-12-22 cond-mat.str-el
Ferromagnetic ground state of an orbital degenerate electronic model for transition-metal oxides: exact solution and physical mechanism
本文给出了过渡金属氧化物一维电子模型在强耦合极限下的精确基态解。该模型包含了巡游电子的双简并轨道以及巡游电子与局域自旋之间的Hund耦合。证明了对于任何电子密度，基态都是完全铁磁体。我们的模型为窄带系统中的金属铁磁性提供了一个严格的例子。讨论了铁磁性的物理机制及其与高维系统如R $_{1-x}$ X $_x$ MnO $_3$的关系。由于巡游电子的轨道简并性，在单带情况下，超交换耦合可以是铁磁而不是反铁磁。
1998-10-21 cond-mat.str-el
Orbital dynamics in ferromagnetic transition metal oxides
我们考虑了LaMnO $_3$铁磁相中强关联$e_g$电子通过超交换轨道相互作用的模型。发现交替占据$e_g$轨道的经典轨道级在轨道简并度处具有完全的旋转对称性，用线性自旋波理论得到的激发谱是无隙的.对序参量和基态能量的量子涨落修正恢复了模型的立方对称性。通过施加单轴压力，轨道简并在四极场中被提升，并且在激发光谱中发现具有间隙的轨道翻转相位。在二维中，在轨道简并点附近，经典阶更稳健，并且量子效应被抑制。利用有限温度对角化得到的二维团簇的轨道激发谱由伴随卫星结构的准粒子组成。在线性自旋波理论中发现的轨道波提供了对这些光谱的主导极点的极好描述。
1998-12-08 cond-mat.str-el
Dramatic Switching of Magnetic Exchange in a Classic Transition Metal Oxide: Evidence for Orbital Ordering
利用磁中子散射研究了$V_2O_3$及其衍生物金属相和绝缘相的自旋关联。金属样品具有不相称的自旋相关性，随着空穴掺杂的变化很小。顺磁性绝缘样品只有在近邻之间才有自旋相关性。从这两个阶段到低温绝缘反铁磁相的过渡是伴随着动态磁短程有序的突变。我们的结果支持了这样的观点，即到反铁磁绝缘体的转变也是一个轨道有序转变。
1996-11-13 cond-mat.str-el
Electron-Hole Liquids in Transition Metal Oxide Heterostructures
适当设计的过渡金属氧化物异质结构，涉及小带隙莫特绝缘体被认为是支持空间分离的电子和空穴气体在平衡。有利于激子态形成的空间分离和载流子密度是可实现的。激子态可能表现出潜在的新颖性质。给出了能量估计，讨论了候选材料系统，并提到了大光伏效应的可能性
2010-04-25 cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling in three-orbital Kanamori impurity model and its relevance for transition-metal oxides
利用数值重整化群方法研究了具有Kanamori相互作用的三轨道杂质模型中的自旋轨道耦合效应。我们着重于与Hund金属的动力学平均场论研究有关的杂质占位$N_d=2$。根据SOC $λ$的强度，我们确定了三种机制：$|λ|<λ_c$的常见Hund杂质，$λ> λ_c$的van-Vleck非磁性杂质，以及$λ< -λ_c$的$J=2$杂质。它们都对应于费米液体，但具有非常不同的准粒子相移和不同的物理性质。这些制度之间的交叉是由一个新兴的规模，轨道近藤温度，$λ_c =T_K^\mathrm{orb}$下降，增加相互作用强度控制。这意味着具有强电子关联的氧化物更容易受到自旋轨道耦合的影响。
2017-08-21 cond-mat.str-el
Orbital-selective altermagnetism and correlation-enhanced spin-splitting in transition metal oxides
本研究通过第一性原理计算，发现强关联过渡金属氧化物Ca2RuO4和YVO3中存在轨道选择性交替磁性，且库仑排斥增强自旋劈裂，为交替磁性研究提供了新平台。
2023-06-30 cond-mat.str-el
Magnetic excitations of spin and orbital moments in cobalt oxide
用中子散射方法研究了具有未淬灭轨道角动量的反铁磁体CoO的磁性和声子激发。能量扫描的结果在几个布里渊区（HHL）平面的能量转移到16太赫兹。测量在反铁磁有序状态下在6 K（远低于TN~290 K）以及在顺磁状态下在450 K进行。几个磁激发模式被确定从它们的强度依赖于波矢和温度。在洪德规则模型中，激发对应于耦合轨道和自旋自由度的波动，其带宽由电子超交换控制。不同的<111>有序畴在每个波矢转移处产生几个磁峰。
2010-03-22 cond-mat.str-el
Coupled spin-orbital fluctuations in a three orbital model for $4d$ and $5d$ oxides with electron fillings $n=3,4,5$ -- Application to $\rm NaOsO_3$, $\rm Ca_2RuO_4$, and $\rm Sr_2IrO_4$
本文提出了一种研究强自旋-轨道耦合系统的自旋-轨道耦合涨落的统一方法，该系统在$d_{yz},d_{xz},d_{xy}$轨道的$t_{2g}$扇区中含有电子填充物$n=3,4,5$.本文构造了一个广义涨落传播子，它与广义自洽Hartree-Fock近似一致，其中包含了所有涉及轨道对角和非对角自旋和电荷凝聚的库仑相互作用贡献。除了低能磁振子，中能轨道和自旋轨道，和高能自旋轨道激子模式，广义谱函数还显示了其他高能激发，如Hund的耦合诱导的带隙磁振子模式。我们涉及的耦合自旋轨道激发的特性的复杂的磁性行为之间的相互作用，电子带，自旋轨道耦合，库仑相互作用，和结构畸变效应，实现在化合物$\rm NaOsO_3$，$\rm Ca_2RuO_4$，和$\rm Sr_2IrO_4$。
2021-03-20 cond-mat.str-el
Orbital Insulators and Orbital Order-disorder Induced Metal-Insulator Transition in Transition-Metal Oxides
采用集团自洽场方法，在强关联区研究了轨道有序对过渡金属氧化物金属-绝缘体相变的影响。在单粒子激发谱中发现了绝缘能隙对轨道序参量的明显依赖性。热涨落驱动轨道有序-无序转变，减小能隙，导致金属-绝缘体转变。自旋和轨道之间的相互作用导致轨道绝缘体中轨道极化的不寻常的温度依赖性，这可以在共振X射线散射强度中看到。
2007-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of Orbitals in Manganese Oxides - Ordering and Fluctuation
我们从强关联掺杂莫特绝缘体的角度研究锰氧化物。磁有序和电荷输运由轨道自由度控制，它们的维数由$e_g$轨道之间的各向异性转移积分控制。随着x的增加，磁结构预计将改变为$A \to F \to A \to C \to G$（F：铁磁体，A：层状反铁磁体，C：棒状反铁磁体，G：普通反铁磁体），与实验一致。特别是在金属A态中，轨道排列为$d_{x^2-y^2}$，这解释了实验观察到的准二维输运和自旋不倾斜。接下来我们讨论了由于量子涨落而没有轨道有序的铁磁态。本文用大d模型研究了电子排斥U和Jahn-Teller电子-声子相互作用$E_{LR}$之间的相互作用。除了这种强相关性之外，我们提出动力学相分离可以解释比热以及各种异常物理性质，例如，电阻率、光电发射等。
1999-05-06 cond-mat.str-el
Magnetic Order in Transition Metal Oxides with Orbital Degrees of Freedom
我们研究了具有轨道简并度的立方过渡金属氧化物中的阻挫磁相互作用。$e_g$轨道更容易有序，它们的有序解释了KCuF $_3$和LaMnO $_3$中的$A$型反铁磁相.在$t_{2g}$系统中，磁序在从轨道液体到轨道有序状态的转变处改变。$t_{2g}$轨道的涨落在LaVO $_3$和YVO $_3$中起着重要作用，它们与Jahn-Teller效应竞争并触发C型反铁磁有序。
2002-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modulated Helical Metals at Magnetic Domain Walls of Pyrochlore Iridium Oxides
采用垂直于烧绿石晶格（111）方向的等效哈密顿量，研究了烧绿石铱氧化物的自发对称性破缺、金属-绝缘体转变和磁畴壁态的输运性质.新兴的金属畴壁，它具有非常规的拓扑性质与可控和移动的金属层，主机费米表面调制螺旋自旋纹理类似Rashba金属。畴壁费米表面的螺旋性质是实验检测异常霍尔电导率，圆二色性，和光学霍尔电导率下的外部磁场。还讨论了畴壁金属在自旋电流产生和“半金属”导电方面的可能应用。
2015-07-15 cond-mat.str-el
Effect of Spin-Orbit Interaction on (4d)^3- and (5d)^3 -Based Transition-Metal Oxides
研究了自旋轨道相互作用对（4d）^3和（5d）^3基氧化物（其中3个电子占据t_{2g}轨道）中过渡金属离子的影响。用数值对角化方法估计了d电子在5d和4d轨道上的磁矩的振幅。发现自旋-轨道相互作用使磁矩减小。结果表明，（4d）^3-和（5d）^3 -基氧化物位于L-S和J-J耦合方案的中间。
2013-06-08 cond-mat.str-el
Types of single particle symmetry breaking in transition metal oxides due to electron correlation
非常准确的波函数计算过渡金属氧化物小分子。这些波函数分解使用约化的密度矩阵来研究电子的相关性。过渡金属和氧原子之间的相关性主要是左-右型的，这是通过从名义上的单一斯莱特基态到反键和d-型轨道的激发来介导的。在局域表示中，这种相关性表现在非对角的2电子跳跃项中。这一术语与通常认为的哈伯德型现场相互作用的量级相似。
2012-12-12 cond-mat.str-el
Metal-insulator Transition in a Pyrochlore-type Ruthenium oxide, Hg2Ru2O7
在6 GPa高压下合成了一种新的烧绿石型钌氧化物Hg 2 Ru 2 O 7。与已被广泛研究的Ru ~（4+）氧化物相比，该化合物具有一种新颖的Ru ~（5+）价态，对应于半满的t_2g_3电子构型。Hg_2Ru_2O_7在107 K时发生了一级金属-绝缘体相变，并伴随着从立方对称到低对称的结构转变。磁化率的行为表明在绝缘低温状态下可能形成自旋单态。
2007-02-17 cond-mat.str-el
Insulator-Metal transition in the Doped 3d1 Transition Metal Oxide LaTiO3
用从头算LDA+DMFT方法研究了$La_{1-x}Sr_{x}TiO_{3}$中掺杂诱导的绝缘体-金属相变。结合LDA能带结构的实际，扭曲的结构，最近发现的多轨道DMFT治疗电子相关性，我们发现：$(i)$铁轨道顺序在莫特绝缘状态下没有轨道简并，$(ii)$连续填充诱导过渡到顺磁金属（PM）与$x$，和$(iii)$优秀的定量协议与发表的光电发射数据的情况下，6%的掺杂。我们的结果表明，该系统可以被描述为一个没有轨道（液体）简并的Mott-Hubbard系统。
2003-09-16 cond-mat.str-el
Quantified Degeneracy, Entropy and Metal-Insulator Transition in Complex Transition-Metal Oxides
理解复杂的相关氧化物及其相变一直是一个挑战。困难主要来自于多个自由度之间有趣的相互作用。虽然简并度在确定材料特性中可以发挥重要作用，但是没有明确的方法来量化和揭示其在具有复杂能带结构的实际材料中的作用。在这里，我们提出了一种方法来量化的“有效简并”相关的金属-绝缘体过渡引入类熵条款。这个新的量很好地描述了过渡金属氧化物的电子行为作为外部和内部参数的函数。以$3d$钛酸盐、$4d$二烯酸盐和$5d$铱酸盐为例，我们证明了这个新的有效量为理解这些系统及其相变提供了有用的见解。对于LaTiO $_3$ /LaAlO $_3$超晶格，我们提出了一种新的“简并控制”金属-绝缘体转变.
2018-10-01 cond-mat.str-el
Theoretical evidence of spin-orbital-entangled $J_{\mathbf{eff}}$=1/2 state in the 3$d$ transition metal oxide CuAl$_2$O$_4$
过渡金属氧化物表现出各种竞争相和奇异现象，这取决于它们对$d$轨道的富简并性的反应。大自旋轨道耦合（SOC）以独特的方式降低了这种简并性，为4 $d$和5 $d$过渡金属化合物提供了一个自旋轨道纠缠基态。特别是在层状铱酸盐和$α$-RuCl $_3$中出现了自旋-轨道纠缠的Kramers二重态，称为$J_{\mathbf{eff}}$ =1/2赝自旋，表现出相对论性的Mott绝缘相.然而，这种纠缠似乎在3 $d$过渡金属氧化物中几乎无法实现，其中SOC很小，轨道角动量很容易淬灭。从实验和理论证据，在这里，我们报告的CuAl $_2$ O $_4$尖晶石作为一个$J_{\mathbf{eff}}$ =1/2莫特绝缘体在3 $d$过渡金属化合物的第一个例子。在实验研究的基础上，包括立方CuAl $_2$ O $_4$单晶的合成，密度泛函理论和动力学平均场理论的计算表明，$J_{\mathbf{eff}}$ =1/2态在与轨道动量淬灭的$S$ =1/2态的竞争中幸存下来.探测未占据态的电子加成谱由$j_{\mathbf{eff}}$ =1/2空穴态很好地描述，而电子去除谱具有丰富的多重态结构。在CuAl $_2$ O $_4$中发现的完全相对论性实体提供了对未开发区域的新见解，其中自旋轨道纠缠的Kramers对与强电子相关共存。
2019-10-06 cond-mat.str-el
Orbital driven impurity spin effect on the magnetic order of quasi-three dimensional cupric oxide
用密度泛函方法研究了在过渡金属杂质M（= Cr，Mn，Fe，Co和Ni）存在下，严重畸变的正方形平面氧化铜（CuO）的磁有序和局域自旋无序.在晶体结构中的变形，出现通过最小化共价相互作用来降低能带能量，产生两个交错的锯齿形自旋1/2链。从自旋二聚体分析中，我们发现沿着[10 $\bar 1$ ]的自旋链具有强的海森堡型反铁磁耦合（J ~ 127 meV），沿着[101]，它表现出弱但强的铁磁耦合（J ~ 9 meV），由联想到的p-d共价相互作用介导。杂质对磁序的影响与M无关，是纯轨道驱动的。如果M的自旋态使得d $_{x^2-y^2}$轨道是自旋极化的，则保持原始的长程有序。然而，如果d $_{x^2-y^2}$轨道未被占据，则相应的共价相互作用的缺乏打破了弱铁磁耦合，并且在杂质位点处发生自旋翻转，导致长程磁有序的破坏。
2016-10-03 cond-mat.str-el
Disorder and electron interaction control in low-doped silicon metal-oxide-semiconductor field effect transistors
我们制造了硅金属氧化物半导体场效应晶体管，其中一个额外的钠掺杂层被纳入到氧化物中，以在Si-SiO2界面处产生电位波动。这些波动的幅度由氧化物中的离子密度及其相对于Si-SiO2界面的位置控制。由于离子在室温下的高迁移率，可以通过施加合适的电场来移动它们。我们表明，在这种配置中，这样的设备可以用来控制在Si-SiO2界面的无序和电子-电子相互作用强度。
2010-10-11 cond-mat.str-el
Systematic trends in the electronic structure parameters of 4d transition metal oxides SrMO_{3} (M = Zr, Mo, Ru, and Rh)
我们研究了钙钛矿型4 $d$过渡金属氧化物Sr $M$ O $_3$（$M$ = Zr、Mo、Ru和Rh）的电子结构，使用它们的光学电导谱$σ(ω)$。对$σ(ω)$中的带间跃迁进行了归属，并估计了一些重要的物理参数，如就地库仑排斥能$U$、电荷转移能$Δ_{pd}$和晶场分裂$10Dq$。观察到$Δ_{pd}$和10 $Dq$随着4 $d$过渡金属原子序数的增加而系统地减少。与3个$d$过渡金属氧化物的情况相比，$Δ_{pd}$和10个$Dq$的量值较大，但是$U$的量值较小。这些行为可以通过4 $d$过渡金属氧化物中轨道的更扩展的性质来解释。
2002-06-30 cond-mat.str-el
Spin-orbital polarons in electron doped copper oxides
目前的工作表明，形成自旋轨道极化子的电子掺杂的氧化铜，出现由于掺杂诱导的极化的CuO $_2$平面中的氧轨道。这种极化子的概念与以前的解释有根本的不同。自旋-轨道极化子的新颖之处，最好用电子自陷在由氧轨道极化产生的一维通道中来描述。一维通道沿单元CuO $_2$正方形格片的对角线形成具有两种可能取向的细长细丝。随着掺杂电子密度的增加，形成多个细丝。这些可以凝结成单一的渗滤沉淀相。或者，细丝可以垂直交叉以产生互连的导电准一维网。在低电子掺杂下，反铁磁态和极化子网共存。随着掺杂的增加，细丝的网络修改和变换AFM相关性，导致一系列量子相变-这影响正常和超导状态的属性。
2017-11-11 cond-mat.str-el
Quantum spin Hall effect in a transition metal oxide Na2IrO3
本文从理论上研究了$5d$过渡金属氧化物Na $_2$ IrO $_3$中的电子态，其中自旋轨道相互作用和电子关联都起着决定性的作用.紧束缚模型分析结合第一性原理能带结构计算预测该材料为层状量子自旋霍尔体系。由于电子相关性，反铁磁序首先在边缘发展，然后在低温下在体块内部发展。
2009-06-25 cond-mat.str-el
Theory for Phase Transitions in Insulating Vanadium Oxide
我们发现最近提出的绝缘V $_{2}$ O $_{3}$的S=2键模型不仅解释了反常的磁有序，而且还解释了磁相变的其他奥秘。该模型包含一个额外的轨道自由度，表现出零温度量子相变的伊辛普适类。
2001-01-17 cond-mat.str-el
X-Ray Resonant Scattering as a Direct Probe of Orbital Ordering in Transition-Metal Oxides
过渡金属氧化物K边的X射线共振散射被用来测量轨道序参量，在某些情况下，这种序参量应该伴随着磁有序。虚跃迁到3d轨道一般是四极的。在没有反转对称的情况下，例如V $_2$ O $_3$，这里详细讨论，偶极分量增强共振。因此，我们认为，在V $_2$ O $_3$轨道顺序的详细结构是实验上可访问的。
1997-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The crucial importance of the $t_{2g}$--$e_g$ hybridization in transition metal oxides
我们研究了在$\rm CoO_2$层中发现的正八面体沿（111）方向的三角畸变的影响。在这种畸变下，$t_{2g}$轨道分裂成一个$a_{1g}$和两个简并的$e_g^\prime$轨道。我们关注的是这些轨道的相对顺序。通过对嵌入团簇在不同理论水平下的量子化学计算，分析了晶体场论中未考虑的不同效应，即金属-配体杂化效应、长程晶场效应、屏蔽效应和轨道弛豫效应的影响。我们发现，它们都不是负责的$t_{2g}$轨道的相对顺序。事实上，三角畸变允许金属原子的$t_{2g}$和$e_g$轨道的混合。这种杂化是$a_{1g}$ - $e_g^\prime$相对有序性和晶体场论错误预测的起源。
2007-10-02 cond-mat.str-el
Covalency in transition metal oxides within all-electron Dynamical Mean Field Theory
将如在Phys.Rev.B81，195107（2010）中实现的动态平均场论和密度泛函理论的组合应用于早过渡金属氧化物和晚过渡金属氧化物。在定值库仑排斥作用下，无需微调，我们得到了SrVO $_3$的金属性，LaVO $_3$，LaTiO $_3$和La $_2$ CO $_4$的绝缘带隙等与实验符合较好的主要特征.这项研究突出了局部物理和高能杂化在哈伯德相互作用筛选中的重要性，以及如何从过渡金属系列的统一处理中出现不同的低能行为。
2014-08-16 cond-mat.str-el
CaCrO3: an anomalous antiferromagnetic metallic oxide
结合红外反射率，运输，磁化率和几个衍射技术，我们发现令人信服的证据表明，CaCrO3是一种罕见的情况下，金属和反铁磁过渡金属氧化物的三维电子结构。LSDA计算正确地描述了金属行为以及C型的各向异性磁有序模式：高Cr价态通过相当大的Pd杂化诱导了非常强的次近邻相互作用，稳定了这种有序。磁相互作用的微妙平衡引起磁弹性耦合，解释了在磁有序转变时观察到的明显结构异常。
2008-04-07 cond-mat.str-el
Orbital Physics in the Perovskite Ti Oxides
在钙钛矿Ti氧化物RTiO 3（R=稀土离子）中，3d^1态的Ti t2 g轨道和自旋通过强电子关联彼此耦合，导致丰富多样的轨道-自旋相。这些莫特绝缘体的轨道自旋态的起源和性质已经被深入研究。本文综述了钙钛矿型钛酸盐的轨道物理研究。本文主要讨论了三个方面的问题：（1）具有较小R离子的化合物如GdTiO_3和YTiO_3的铁磁性的起源和本质以及轨道有序性;（2）LaTiO_3的G型反铁磁性的起源和轨道态;（3）具有较大R离子的AFM（G）化合物（R=Ce，Pr，Nd和Sm）的轨道自旋结构。在此基础上，我们讨论了整个相图和磁相变机制。我们还表明，钛酸盐中Ti t2 g简并度本质上被提升，这使得基态和低能电子结构的单带描述可以作为一个很好的起点。我们的分析表明，这些化合物提供试金石材料描述的单带哈伯德模型的立方晶格。基于这一认识，我们也重新分析了空穴掺杂钛酸盐。根据单带哈伯德模型的理论，讨论了实验揭示的填充依赖性和带宽依赖性以及金属-绝缘体跃迁的临界行为。
2004-10-26 cond-mat.str-el
Ordering and Fluctuation of Orbital and Lattice Distortion in Perovskite Manganese Oxides
研究了强关联体系中轨道自由度和晶格自由度的作用，以理解钙钛矿锰氧化物如La_{1-x} Sr_{x} MnO_{3}的电子性质。在二维各向异性自旋全极化条件下，导出了包含库仑相互作用、双简并轨道和Jahn-Teller耦合的扩展双交换模型。用量子蒙特卡罗方法研究了库仑相互作用和轨道自由度的量子涨落效应。在未掺杂态下，考虑库仑相互作用和Jahn-Teller耦合是实验中再现电荷、轨道-晶格和自旋自由度之间能量标度特征层次的关键。我们的数值计算结果定量地再现了电荷间隙的振幅以及稳定的能量和振幅的合作Jahn-Teller畸变在未掺杂的化合物。在不存在Jahn-Teller畸变的情况下，载流子掺杂后，随着掺杂浓度的降低，电荷压缩性和轨道相关长度都有了临界增强。这些讨论的起源强不相干的电荷动力学。在掺杂区存在Jahn-Teller耦合的情况下，得到了Jahn-Teller畸变的崩溃和相分离的不稳定性，并与实验进行了比较。这为理解轻掺杂锰氧化物的复杂性质提供了一种可能的途径。
1999-03-15 cond-mat.str-el
