Two-dimensional electron systems in ATiO3 perovskites (A = Ca, Ba, Sr): control of orbital hybridization and order
我们报道了在CaTiO_3的（001）表面存在一个二维电子系统（2DES）。使用角分辨光电子能谱，我们发现的d_xz和d_yz轨道之间的杂化，没有观察到在其他ATiO3钙钛矿，如SrTiO 3或BaTiO 3的表面的2DES。基于这三种材料的2DES属性的比较，我们展示了2DES的电子结构（带宽，轨道顺序和电子密度）是如何耦合到不同的典型的钙钛矿晶格畸变。正交晶系CaTiO 3中的轨道杂化是由氧八面体的旋转引起的，氧八面体的旋转也可以发生在氧化物异质结构的界面处以补偿应变。更一般地说，通过选择钙钛矿中不同的A位阳离子来控制2DES中的轨道顺序，为SrTiO 3以外的氧化物异质结构中的2DES提供了一个新的途径。
2017-05-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the lattice dynamical properties of strontium ruthenate
通过第一性原理计算，研究了SrRuO3的各种性质，重点研究了其晶格动力学性质。尽管有一个Goldschleman公差因子非常接近1，声子色散曲线的高温立方相SrRuO3显示出强烈的反铁畸变不稳定性。具有不同的倾斜模式的亚稳相的能量进行了讨论，得出的结论是耦合的氧旋转模式与反极性Sr运动起着关键作用，在稳定的Pnma相相对于替代旋转模式。这不仅解释了SrRuO 3的基态，而且有助于合理化为什么大多数ABO3钙钛矿表现出正交基态。已计算的Pnma相位的区中心声子模式，从我们提出的部分重新分配可用的实验数据。还获得了完整的色散曲线，构成基准结果，用于解释未来的测量结果，并提供了对物理特性的访问。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci
The 3d and 5d electronic structures and orbital hybridization in Ba- and Ca-doped La2CoIrO6 double perovskite
通过X射线光谱和磁化测量，研究Ba和Ca掺杂La2CoIrO6双钙钛矿中Co-Ir轨道杂化机制，发现Ca掺杂导致亚铁磁和自旋玻璃态，而Ba掺杂无长程有序，差异源于结构畸变影响Co 3d eg与Ir 5d j=1/2杂化。
2023-06-19 cond-mat.mtrl-sci
High sensitivity of 17O NMR to p-d hybridization in transition metal perovskites: first principles calculations of large anisotropic chemical shielding
采用第一性原理嵌入团簇方法计算了典型过渡金属氧化物ABO_3钙钛矿晶体中氧的化学屏蔽张量σ。我们的主要发现是：（1）去屏蔽的σ_x ~ σ_y和屏蔽的σ_z分量（z沿Ti-O键）之间存在较大的σ各向异性;（2）在所有研究的体系中，各向同性σ_iso和单轴σ_ax分量作为B-O-B键不对称性的函数几乎呈线性变化。我们发现，各向异性和线性变化引起的大顺磁贡献sigma_x和sigma_y由于虚跃迁之间的O（2 p）和未占用的B（nd）的状态。计算得到的各向同性δ_iso和单轴δ_ax化学位移与最近BaTiO_3和SrTiO_3单晶~（17）O NMR测量结果符合得很好。在PbTiO_3和PbZrO_3中，δ_iso的计算值与NMR粉末谱测量值也符合得很好。在PbZrO_3中，对五个不同化学位置的delta_iso计算表明了实验结果的修正。在我们的计算中发现，σ对共价O（2 p）-B（nd）相互作用的强烈依赖性表明，17 O NMR光谱与第一性原理计算相结合，可以成为研究复杂钙钛矿合金中局部结构的特别有用的工具。
2009-08-28 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature thermoelectric properties of the double-perovskite ruthenium oxide (Sr$_{1-x}$La$_x$)$_2$ErRuO$_6$
制备了（Sr $_{1-x}$ La $_x$）$_2$ ErRuO $_6$和（Sr $_{1-x}$ La $_x$）$_2$ YRuO $_6$的多晶样品，测量了电阻率、Seebeck系数、热导率、磁化率和x射线吸收，研究了掺杂双钙钛矿型双金属间化合物的电子态和热电性能。我们已经观察到一个大的塞贝克系数为-160 $μ$ V/K和低的热导率为7 mW/cm K的$x$ = 0.1在800 K的空气中。这两个值适用于有效的氧化物热电体，尽管电阻率仍然高达1 $Ω$ cm。从磁化率和X射线吸收测量，我们发现，掺杂的电子存在的Ru $^{4+}$在低自旋状态。根据测量结果，讨论了电子态和导电机制。
2012-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial stabilization of metastable 3C BaRuO3 thin film with ferromagnetic non-Fermi liquid phase
通式为ARuO 3（A = Ca和Sr）的钙钛矿钌酸盐的薄膜是用于可行的氧化物电子器件的通用电导体。它们在科学上也很有趣，因为它们表现出依赖于A位元素的非平凡电磁基态。其中，立方钙钛矿（3C）BaRuO 3薄膜的实现迄今为止一直是一个挑战，因为3C相是BaRuO 3的各种多晶型物相中具有最大形成能的亚稳相。在本研究中，我们成功地制备了3C BaRuO 3薄膜采用外延稳定。3C BaRuO 3薄膜具有巡游铁磁性，相变温度约为48 K，为非费米液相。3C BaRuO 3的外延稳定化进一步使我们能够对钙钛矿钌酸盐薄膜进行标准比较，从而建立Ru-O轨道杂化在理解巡回磁系统中的重要性。
2021-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic excitations in double perovskite iridates La$_{2}$$\mathit{M}$IrO$_{6}$ ($\mathit{M}$ = Co, Ni, and Zn) mediated by 3$\mathit{d}$-5$\mathit{d}$ hybridization
通过在Ir $\mathit{L_{\mathrm{3}}}$边缘进行共振非弹性X射线散射（RIXS）测量，我们研究了一系列双钙钛矿铱酸盐单晶La $_{2}$ $\mathit{M}$ IrO $_{6}$（$\mathit{M}$ = Co，Ni，and Zn）中的低能元激发。在含有磁性3 $\mathit{d}$离子La $_{2}$ CoIrO $_{6}$和La $_{2}$ NiIrO $_{6}$的晶体中，分别观察到了$\sim$ 42（6）meV和$\sim$ 35（5）meV的几乎无色散的磁激发。相反，这种低能量的磁激发是不存在的La $_{2}$ ZnIrO $_{6}$中，其中3 $\mathit{d}$离子是非磁性的，这表明3 $\mathit{d}$ -5 $\mathit{d}$杂化这些双钙钛矿铱酸盐的磁性的重要性。在磁有序温度以上，磁激发被完全抑制，这表明使用简单的自旋哈密顿量来描述这些材料的磁性是不够的。
2022-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Co$^{2+}$-Ir$^{5+}$ orbital hybridization in LaCaCoIrO$_6$ double perovskite
利用多种X射线谱、磁学和输运手段研究LaCaCoIrO$_6$双钙钛矿，揭示其近Co$^{2+}$/Ir$^{5+}$态、自旋倾斜及Co $e_g$轨道间接杂化主导的反铁磁超交换。
2023-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Onsite and intersite electronic correlations in the Hubbard model for halide perovskites
卤化物钙钛矿（HPs）由于其在可见光范围内具有良好的禁带宽度而被广泛认为是一种很有前途的光伏和发光材料。采用（半）局部交换相关泛函的密度泛函理论（DFT）计算通常低估了这些系统的带隙。要准确描述HP的电子结构，通常需要更高阶的理论，例如Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）混合密度泛函和GW近似，这些近似比标准DFT计算昂贵得多。在这里，我们研究了三种代表性类型的HP，ABX 3卤化物钙钛矿，空位有序双钙钛矿（VODP），和键合的卤化物钙钛矿（BDHPs），使用DFT+U+V与现场U和intersite V Hubbard参数计算自洽没有先验假设。包括哈伯德校正提高了所有三种类型的HP的带隙预测精度的先进方法的类似水平。此外，自洽的Hubbard U是一个有意义的指标，在HP中的多价金属原子的真实局部电荷状态。包含的intersite Hubbard V是至关重要的，以适当地捕获在BDHPs，具有卤素八面体的呼吸模式失真的相邻原子上的价电子之间的杂化。特别是，哈伯德参数和晶体几何形状的同时收敛使得BDHPs的带隙预测精度优于HSE，但成本仅为一小部分。我们的工作突出了使用自洽的Huabbard参数时，往往具有复杂的竞争现场本地化和站点间杂交处理HP的重要性。
2022-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding Hamiltonians for Sr filled ruthenates: application to the gap anisotropy and Hall coefficient in Sr2RuO4
通过拟合线性增广平面波方法得到的全电子全势局域密度能带结构，构造了铁磁SrRuO $_3$和层状钙钛矿超导体Sr $_2$ RuO $_4$的精确正交紧束缚哈密顿量.这些哈密顿量允许在布里渊区中的非常精细的网格上以低成本计算能带结构，并且另外具有分析的带速度，同时保持全电势电子结构计算的准确性。这大大方便了与费米学有关的输运和超导参数的计算。利用这些特征，采用精细积分网格计算了Sr $_2$ RuO $_4$的霍尔系数和涡旋晶格几何。我们发现带间序参量各向异性的下限是与所观察到的正方形几何兼容。我们还发现，霍尔系数的符号反转可以解释在一个传统的方式，如果带移动了几mRy，以便完全匹配的实验de Haas-van Alphen地区，{ \it和}的弛豫时间的温度依赖性是强烈依赖于带的字符。
1999-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Intermediate Bands in Zero-Dimensional Antimony Halide Perovskites
利用密度泛函理论研究了一种新发现的零维卤化锑钙钛矿的结构和电子结构性质。发现本文考虑的材料EtPySbBr $_\mathrm{6}$表现出非常有前途的电子结构性质：直接带隙接近太阳光谱的峰值，并且有效质量允许特别是电子的有效载流子传输。这些结果是合理的电子结构的分析，这揭示了由于Sb的s-状态的轨道杂化效应的中间带的形成。该研究表明，中间带的形成可以导致零维钙钛矿的非常有利的电子结构特性，并讨论了通过有针对性的离子取代和中间带的出现来制造具有有前途的光电性能的无铅HaPs的可能性。这些见解对于理解和进一步提高锑和其他有前途的无铅化合物的能力非常重要。
2018-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependent properties in oxide heterostructures driven by structurally induced metal-oxygen hybridization variations
厚度驱动的电子相变在不同类型的功能性钙钛矿异质结构中被广泛观察到。然而，不确定性仍然存在，这些影响是否仅仅是由于空间限制，对称性破缺，或者更确切地说，随着膜厚度的变化，结构的变化。在这里，我们提出了直接的证据，氧2 p和Mn 3d轨道（p-d）杂化耦合到层依赖的八面体倾斜内的La 2/3Sr 1/3 MnO 3膜驱动的界面八面体耦合的松弛。通过界面结构工程减少八面体倾斜，实现了居里温度的提高。原子分辨晶格，电子和磁性结构与X-射线吸收光谱一起证明了在相关氧化物异质结构中广泛观察到的维度效应中厚度相关的p-d杂化的核心作用。
2017-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Magnetic Frustration in the Cu-Ru-based Double Perovskite La$_{2-x}$Sm$_x$CuRuO$_6$ (x = 0, 1, 2) Oxides
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）；M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；National University of Science and Technology MISiS（俄罗斯科学与技术国立大学 MISiS）；CSIR-National Physical Laboratory（CSIR-国家物理实验室）；Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)（科学与创新研究学院 (AcSIR)）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE 科学研究联盟）
本研究合成不同Sm掺杂的铜钌双钙钛矿，发现晶格畸变与Sm磁性共同作用可削弱磁性阻挫，为调控该类材料的磁性提供了新途径。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Experimentally observed defect tolerance in the electronic structure of lead bromide perovskites
本研究通过高分辨率同步辐射X射线光谱研究三种单晶溴化铅钙钛矿，揭示A阳离子介导光致缺陷影响的关键作用及两条缺陷容忍性设计新原则，为相关材料与器件技术提供理论支撑。
2023-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and ferroelectricity in SrBi2Ta2O9
采用全势线性缀加平面波（LAPW）方法，在局域密度近似下，对SrBi 2 Ta 2 O 9的电子结构进行了第一性原理研究.结果表明，除了Ta（5d）-O（2 p）杂化这一钙钛矿铁电体的共同特征外，铋和氧之间还存在重要的杂化。铁电畸变和铁电性的主要来源的潜在的静电势的晶格动力学研究使用冻结声子的方法。
2000-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure of Ordered Double Perovskite Ba2CoWO6
采用固相反应法在1200 ℃合成了Ba_2CoWO_6（BCoW）多晶。化合物的结构表征通过X射线衍射（XRD）进行，随后通过XRD图案的Rietveld分析进行。晶体结构为立方晶系，空间群为Fm-3 m（No225），晶格常数a=8.210A。利用紫外-可见光谱和Kubelka-Munk函数计算了该体系的光学带隙，其值为2.45eV。电子性质的详细研究也进行了使用密度泛函理论（DFT）技术上WIEN 2k实现。用全态密度和分态密度研究了Co离子间电子-电子相互作用导致半金属行为、晶体分裂和交换分裂以及O与Co、W间杂化的重要性。
2013-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Carrier filtering effect for enhanced thermopower in a body-centered tetragonal ruthenate
本文测量 Sr$_2$RuO$_4$ 单晶室温以上的各向异性热电势，发现面外热电势随温度显著增强，并将其归因于体心四方结构中的空穴过滤效应。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interface Modeling of Perovskite Polymer Heterostructures for Enhanced Charge Transfer Efficiency in Hybrid Photovoltaic Materials
Sabanci University（萨班哲大学）
本研究通过DFT分析揭示了钙钛矿聚合物异质界面中表面终止对电荷传输的影响，发现PbI终止界面具有更强的电子耦合和电荷传输效率。
2025-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and ferroelectric properties of the nitride perovskite ${\mathrm{LaWN}}_{3}$
本研究通过第一性原理计算揭示氮化物钙钛矿LaWN$_3$的基态结构为$R3c$相，具有约61 $\mu$C/cm$^2$的大自发极化和1.72 eV带隙，是铁电存储与光伏领域的优异候选材料。
2023-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Altermagnetism in Two Dimensional Ca$_2$RuO$_4$ Perovskite
本文提出并表征了一种新型二维材料 2D-CRO，基于密度泛函理论证明其单层结构稳定，并通过打破 z 轴反演对称性展现出零净磁化和强自旋相关现象的交变磁性，为研究交变磁性现象和拓扑特征提供了潜力材料。
2024-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced emission enhancement and bandgap narrowing: experimental investigations and first principles theoretical simulations on a model halide perovskite
我们报告了无铅卤化物钙钛矿$Cs_3Sb_2Br_9$的高压光致发光，拉曼散射和X射线衍射测量。在大约3 GPa时，电子跃迁通过线宽的宽的最小值、$E_g$、$A_{1g}$拉曼模式的强度的最大值以及三角晶格的$c/a$比率的不寻常变化而显现。大的可压缩性和观察到的拉曼异常表明具有强的电子-声子耦合的软材料。在光致发光测量中观察到的带隙以下宽带发射表明自陷激子的复合。由于电子景观的变化，光致发光峰的初始蓝移在约3GPa处增强到红移。在8 GPa下还观察到一级三角晶向单斜晶的结构转变。第一性原理密度泛函理论（DFT）计算表明，由于价带费米能级附近的$Sb-5s$和$Br-4p$轨道杂化的变化，电子跃迁与直接到间接的带隙跃迁有关.实验观察到的拉曼模式被分配到它们的对称性使用密度泛函微扰理论。此外，DFT计算结果表明，在0-8 GPa的压力范围内，禁带宽度减小了27.5%.
2021-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Collective Excitations in Epitaxial Perovskite Nickelates
本研究在外延La1-xSrxNiO3薄膜中观察到常规金属和关联等离激元，发现x=0.125样品因O2p-Ni3d轨道杂化增强和有效关联U*减弱而缺失关联等离激元，揭示了轨道杂化对强关联系统电子结构和等离激元形成的深远影响，表明LSNO在光电器件中具有应用潜力。
2024-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics physics.plasm-ph
Tuning Structural, Transport and Magnetic Properties of Epitaxial SrRuO3 through Ba-Substitution
本研究通过Ba取代外延SrRuO3，实现了晶体对称性从正交到四方的连续调节，发现Ba取代不仅改变铁磁性质，还通过调节Ru-O-Ru键角和RuO6八面体畸变影响居里温度和磁各向异性，揭示了A位阳离子等价取代对钙钛矿氧化物电子和磁性质的可控影响。
2023-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Lead-free Magnetic Double Perovskites for Photovoltaic and Photocatalysis Applications
本文研究了一系列无铅磁性双钙钛矿Cs_{2}AgTX_{6}的磁光电性质，发现其在光伏和自旋电子学应用中具有潜力，磁光相互作用可引发反常光伏效应。
2023-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure investigation of the cubic inverse perovskite Sc3AlN
最近发现的反钙钛矿Sc 3AlN的电子结构和化学键合，在比较ScN和Sc金属已被调查的体积敏感的软X射线发射光谱。测量的Sc L，N K，Al L1，和Al L2，3发射光谱与计算光谱使用第一原理密度泛函理论，包括偶极跃迁矩阵元素进行比较。主要的Sc 3d-N 2 p和Sc 3d-Al 3 p化学键区域分别在费米能级以下-4eV和-1.4eV处被识别。与纯Al金属相比，发现Sc 3 AlN的Al L2，3发射中3s态的光谱形状发生了强烈改变，这反映了Al L1发射中观察到的Sc 3d - Al 3 p杂化。讨论了Sc 3AlN、ScN和Sc金属电子结构的差异与电导率和弹性性质变化的关系。
2011-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Uniaxial-Pressure induced Ferromagnetism of Enhanced Paramagnetic Sr3Ru2O7
我们报告了一个单轴的压力依赖性的磁性层状钙钛矿Sr_3Ru_2O_7。通过施加一个相对较小的单轴向压力，大于0.1 GPa的正常的RuO2层，铁磁有序体现低于80 K的增强顺磁体。在1kOe和2K下的磁化强度比环境条件下的磁化强度大100倍。居里温度T_C的单轴压力依赖性表明存在一级磁转变。这种单轴压力诱导的铁磁性的起源进行了讨论，在RuO2平面内的RuO6八面体的旋转。
2004-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Diamagnetic d-orbitals Drive Magnetic Structure Selection in the Double Perovskite Ba$_2$MnTeO$_6$
B位有序的A $_2$ B 'B“O $_6$双钙钛矿作为磁性材料具有多种应用。在这里，我们表明，抗磁性$d^{10}$和$d^0$ B“阳离子对这些材料中的磁相互作用有显着的影响。本文报道了Mn $^{2+}$双钙钛矿Ba $_2$ MnTeO $_6$与B“位上的$4d^{10}$ Te $^{6+}$阳离子的中子散射和理论研究。它被发现是一个I型反铁磁体与占主导地位的最近邻$J_1$相互作用。相比之下，$5d^0$ W $^{6+}$类似物Ba $_2$ MnWO $_6$是具有显著次近邻$J_2$相互作用的II型反铁磁体。这是由于$d^{10}$ / $d^0$效应，其中与氧2 p的不同轨道杂交导致不同的超交换途径。我们发现，$d^{10}$ B“阳离子促进最近邻和$d^0$阳离子促进次最近邻相互作用。$d^{10}$ / $d^0$效应可用于调节双钙钛矿中的磁相互作用。
2020-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
An ab-initio study on physical properties of Pd2+ incorporated double perovskites CaPd3B4O12 (B = Ti, V)
基于密度泛函理论（DFT）研究了CaPd 3 Ti4 O 12（CPTO）和CaPd 3V 4 O 12（CPVO）双钙钛矿的物理性质。计算得到的结构参数与实验数据吻合较好，证实了其稳定性。这两种化合物的机械稳定性通过Born稳定性标准清楚地观察到。为了使力学行为合理化，我们研究了弹性常数，体积，剪切和杨氏模量，Pugh比，泊松比和弹性各向异性指数。延展性指数证实两种材料本质上都是延展性的。CPTO和CPVO的电子能带结构分别揭示了直接带隙半导体性质和金属特性。计算的偏态密度表明，CPTO和CPVO的Pd 4d和V 3d O 2 p轨道电子之间的强杂化。电子电荷密度图的研究证实了这两种化合物的共价键，离子键和金属键的共存。CPVO的费米面计算确保了电子和空穴的表面指示多带性质。在光学性质中，两种化合物的光电导和吸收系数显示出与能带结构计算结果的良好定性符合。在热力学性质中，德拜温度已被计算以关联其局部特征，包括热电行为。CPTO的热电输运特性研究在800 K时获得了Seebeck系数（186 microVK-1）、功率因数（11.9 microWcm-1 K-2）和约0.8的品质因数（ZT）值，表明该材料可能是热电器件应用的有希望的候选者。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Bond versus charge disproportionation in the bismuth perovskites
我们开发了一个理论，描述了一个参数为基础的相图与材料结合跳过价离子\cite{Varma}。我们使用一个最近开发的紧束缚的铋酸盐的方法来研究的相图展示的交叉从一个键的反离子化（BD）的电荷反离子化（CD）系统，除了存在一个新的金属相。我们认为，三个参数决定的基础物理的BD-CD交叉时，电子相关效应很小：O-2 $p_σ$和Bi-6 $s$轨道（$t_{spσ}$）之间的杂化，Bi-6 $s$和O-a $_{1g}$分子轨道（$Δ$）之间的电荷转移能，和氧亚晶格带（$W$）的宽度。在BD体系中，我们估计了同一O-α $_{1g}$分子轨道上空穴间的有效吸引相互作用$U$.虽然这里我们集中于铋酸盐的例子，但是基本思想可以直接转移到具有负电荷转移能量的其它钙钛矿，如ReNiO $_{3}$（Re：稀土元素）、Ca（Sr）FeO $_{3}$、CsTIF $_{3}$和CsTlCl $_{3}$。
2018-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universal mechanism of luminescence enhancement in doped perovskite nanocrystals from symmetry analysis
金属卤化物钙钛矿纳米晶体已经表现出优异的光电性能，用于发光应用。可以使用与各种金属（M2+）的等价掺杂来定制和增强它们的光发射。尽管对最大限度地提高成绩至关重要，但仍然缺乏对这种兴奋剂的普遍工作机制的理解。在这里，我们直接比较的光学性质的纳米晶体含有最常用的掺杂剂，在相同的合成条件下制造。我们表明，第一次明确和支持的第一性原理计算和分子轨道理论，元素非特定的电子效应，而不是特定的电子效应主导这些属性下的设备相关的条件。大多数掺杂剂对钙钛矿电子结构的影响主要基于局部晶格周期性断裂和所产生的载流子局部化，导致增强的辐射复合，而掺杂剂特异性杂化效应起次要作用。我们的研究结果提出了选择掺杂剂的具体指导方针，以最大限度地提高所需光电子器件中钙钛矿发射体的性能。
2022-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Band-Gap Tunability in Anharmonic Perovskite-like Semiconductors Driven by Polar Electron-Phonon Coupling
本研究提出利用电场激发低能极性光学声子模式来实现非谐半导体光电特性的可调性，通过高通量筛选和第一性原理计算，发现Ag$_3$SBr和BaTiO$_3$等钙钛矿类化合物在环境条件下具有显著的带隙调制能力，为可调光电技术提供了设计原则。
2025-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Magnetovolume and Spin-orbit Coupling in the Ferromagnetic Cubic Perovskite BaRuO3
通过改变烧结压力合成了具有五种不同晶体结构的BaRuO 3。与其他相相反，最近合成的立方钙钛矿相显示出巡游铁磁特性。我们使用第一性原理计算研究了这种铁磁BaRuO 3。在费米能附近出现了一些范霍夫奇异性，引起了$ΔM/Δa$ ~ 4.3 $μ_B$ /μ s的异常高的磁体积效应以及Stoner不稳定性[IN（0）~ 1.2]。在优化的晶格参数α下，磁矩M在局域自旋密度近似下为1.01 $μ_B$。当自旋-轨道耦合被包括在内时，一些费米表面的拓扑结构被改变，并且净矩被减少10%，其值非常接近于实验观察到的值~ 0.8 $μ_B$。我们的研究结果表明，这种铁磁性是由斯通纳不稳定性引起的，但p-d杂化，磁体积和自旋轨道耦合的综合效应决定了净力矩。此外，我们简要地讨论了紧束缚Wannier函数技术的结果。
2013-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Existence of inter coupled structural, electronic and magnetic states in Sm$ _{2} $NiMnO$ _{6} $ double perovskite
本研究结合同步辐射X射线衍射、X射线吸收光谱和磁测量，揭示Sm₂NiMnO₆双钙钛矿在两个磁转变温度处结构、电子与磁态的相互耦合。
2022-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced ferroelectric phase of LaMoN$_3$
氮化物钙钛矿被认为具有氧化物类似物的优异性能，并且由于其更共价的特性，甚至可能在特定领域中具有更好的性能。然而，到目前为止，已经报道了非常有限的氮化物钙钛矿。在这项工作中，氮化物钙钛矿LaMoN $_3$已系统地研究了第一性原理计算。最令人感兴趣的物理性质是其铁电$R3c$相，其可以在中等静水压力（$\sim1.5$ GPa）下稳定，并且在环境条件下可能保持亚稳定。它的铁电极化相当大，$80.3$ $μ$ C/cm $^2$，由Mo $^{6+}$的名义$4d^0$规则驱动，并且Mo的$4d$和N的$2p$轨道之间的共价杂化非常强。我们的计算不仅预示着一种新的铁电材料具有突出的性能，而且鼓励更多的研究功能氮化物的压力工程。
2020-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen holes and hybridization in the bismuthates
基于最近对铋钙钛矿超导体的研究兴趣，我们采用$ab$ $initio$方法和紧束缚（TB）模型研究了母体化合物ABiO $_{3}$（A= Sr，Ba）的电子结构.我们使用密度泛函理论（DFT）的局域密度近似（LDA），以了解各种相互作用的作用，在塑造的ABiO $_{3}$带结构附近的费米能级。研究表明，Bi- $6s$和O- $2p$轨道间的原子间杂化起着重要的作用.基于我们的DFT计算，我们推导出一个最小TB模型，并证明它可以描述作为晶格畸变的函数的能带结构的属性，如开放的电荷间隙与发病的呼吸扭曲和相关的凝聚到$a_{1g}$ -对称的分子轨道上的O- $2p_σ$轨道崩溃的八面体上形成的孔。我们还得到了一个单带模型，涉及到一个扩展的分子轨道的跳跃，涉及两个Bi- $6s$和六个O- $2p$轨道的线性组合，它提供了一个很好的描述的分散和带隙的低能量标度带跨越化学势。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The 6H-Perovskite Dimer Lattice with Antiferromagnetic Interactions: Ba$_3$ARu$_2$O$_9$
本研究综合理论与实验方法分析了6H-钙钛矿二聚体晶格的磁行为，揭示了随二聚体间耦合增加从非磁性单态到有限磁矩基态的相变，并确定了量子涨落、配体杂化和多重态混合三种磁矩抑制机制。
2025-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-modulated anisotropic electronic structure in superconducting RuO$_2$ films
二元钌酸盐RuO $_2$由于具有巡游反铁磁性和应变诱导超导性而引起人们的极大兴趣。然而，应变机制及其对导致正常和超导状态的微观电子状态的影响仍然没有公开。在这里，我们研究了高应变外延（110）RuO $_2$薄膜使用偏振相关的氧K边X射线吸收光谱（XAS）。通过对O：$2p$ - Ru：$4d$杂化产生的前沿峰的检测，我们揭示了外延应变对费米能级附近轨道/电子结构的影响。我们的数据显示强大的应变引起的轨道水平的位移和减少的杂交强度。此外，我们揭示了一个明显的平面内的各向异性的电子结构沿$[110]/[1\bar{1}0]$方向自然源于衬底的破胶外延应变。外延强制应变的$B_{2g}$对称分量打破了亚晶格简并性，导致费米能级（$E_F$）处的态密度增加，可能为超导性铺平了道路。这些结果强调了在（110）RuO $_2$薄膜中从四方晶系到正交晶系晶格对称性的有效还原的重要性及其与超导和磁性的相关性。
2022-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
First-principles calculations of spin-split bands in chiral hybrid organic-inorganic perovskites ($R$/$S$-PEA)PbI$_3$ and ($R$/$S$-NEA)PbI$_3$
Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质材料研究所学）；Department of Applied Physics, Tokyo University of Science（东京科学大学应用物理系）；School of Advanced Science and Engineering, Waseda University（早稻田大学先进理工学研究院）
通过第一性原理计算，研究了手性杂化钙钛矿($R$/$S$-PEA)PbI$_3$和($R$/$S$-NEA)PbI$_3$中自旋分裂能带的结构差异及其控制因素，揭示了分子手性、轨道杂化和自旋-轨道耦合对自旋纹理的影响。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Structural and doping effects in the half-metallic double perovskite $A_2$CrWO$_6$
研究了双钙钛矿结构的$A_2$ CrWO $_6$与$A=\text{Sr, Ba, Ca}$的结构、输运、磁性和光学性质。通过改变碱土金属离子的$A$网站上，空间效应的居里温度$T_C$和饱和磁化强度的影响已被确定。最大的$T_C=458$ K被发现为Sr $_2$ CrWO $_6$具有几乎不失真的钙钛矿结构与公差因子$f\simeq 1$。对于Ca $_2$ CrWO $_6$和Ba $_2$ CrWO $_6$，结构变化导致$T_C$的强烈还原。我们的研究强烈地表明，对于双钙钛矿，通常仅对于$f \simeq 1$，即对于未畸变的钙钛矿结构，实现最佳的$T_C$。发现通过La $^{3+}$部分取代Sr $^{2+}$在Sr $_2$ CrWO $_6$中的电子掺杂降低了$T_C$和饱和磁化强度$M_s$。$M_s$的减少可归因于能带结构效应和掺杂引起的Cr/W反位。Sr $_2$ CrWO $_6$的能带结构计算预测自旋带中的能隙，但自旋带的有限态密度。能带结构计算的预测与我们的光学测量结果是一致的。我们的实验结果支持的动能驱动机制的存在下，在$A_2$ CrWO $_6$，铁磁性是稳定的高自旋Cr-站点之间的定位的杂化状态的$A_2$。
2003-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Unified Description of Electron-Phonon Coupling and Ion Migration in Metal Halide Perovskites
Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；The University of Queensland（昆士兰大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Southeast University（东南大学）
该研究开发通用描述将晶格动力学、电子-声子耦合与卤ide离子迁移关联，揭示金属卤化物钙钛矿的两类特性源于共同电子结构框架，为优化软半导体的电荷与离子输运提供了通用微观机制。
2026-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced hole delocalization in the strongly correlated quasicubic charge-transfer perovskite $LaBa_2Fe_3O_{8+δ}$d
研究通过压力诱导空穴局域化，揭示强相关电荷转移钙钛矿中金属性转变的电子机制及量子临界性特征。
2025-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Emergent ferromagnetism with Fermi-liquid behavior in proton intercalated CaRuO3
关联电子系统中费米液态和非费米液态之间的相互作用是凝聚态物理的重要研究课题。探索非费米液体行为本质的一个有效途径是接近其相界。本文报道了金属CaRuO3在离子液体门控作用下，通过电场质子化，实现了从非费米液体到费米液体的转变。这种电子跃迁随后引发了一个可逆的磁跃迁，从这个顺磁性化合物中出现了一个奇异的铁磁态。我们的理论分析表明，氢掺入通过结构畸变和电子掺杂在电子和磁性相变中起着关键作用。这些观测结果不仅有助于理解钙钛矿双烯酸盐体系中相关的磁性和电子跃迁，而且为相关材料中电子相的设计提供了新的途径。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetism in Ru based perovskites
用基于Stoner理论的能带结构研究了（Ca，Sr）RuO_3和Sr_2YRuO_6的磁性。在所有情况下，不依赖强相关效应的LSDA计算产生正确的磁性行为和顺序。再现了Sr_2YRuO_6的绝缘特性。SrRuO_3和CaRuO_3的不同磁态是由于结构畸变不同所致。CaRuO_3处于铁磁不稳定性的边缘。在所有三种化合物中，O p态与Ru d态强烈杂交，并且O通过这种杂交在磁性中起着异常大的作用。用计算的费米学分析了CaRuO_3和SrRuO_3的输运性质。异常大的磁振子和顺磁振子耦合被发现，这是一致的低温比热和电阻率系数的测量报告。我们还演示了如何计算的能带结构可以理解的最近邻紧束缚模型。
1997-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Anomalous Magnetic Properties of Sr2YRuO6
本文报道了双钙钛矿型钌酸盐化合物Sr_2YRuO_6的反常磁性。在低磁场中，磁化强度随温度变化的测量结果表明，尽管该化合物中只有Ru ~（5+）的磁矩可以有序排列，但有两个磁序分量（TM 1 ~ 32 K和TM 2 ~ 27 K）相对于磁场方向彼此相反。在TM ~ 2 ~ 27 K范围内，磁序的第二分量只引起磁化反转，而不引起场冷（FC）模式下的负磁化。等温磁化强度（M-H）测量显示在T ~ 27 K时具有最大磁化率（Hc）和剩余磁化强度（Mr）的磁滞现象，证实了两个相反排列的磁矩的存在，每个磁矩都有一个铁磁分量。热容测量中的双峰结构进一步证实了磁有序的两个分量。这些反常性质对Cu取代的Sr_2YRu_（1-x）Cu_xO_6超导化合物的一些早期结果具有重要意义。
2010-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
La 7/8 Sr 1/8 MnO3: long period orbital order with hole stripes
采用转动不变的LSDA（Local Spin Density Approximation）+U方法研究了La 7/8 Sr 1/8 MnO 3的电子结构.在2a*2b*4c超晶胞中，我们发现了铁磁绝缘溶液的特殊电荷和轨道序，其中a，b和c表示立方钙钛矿轴。这些孔沿轴线分布在每隔一个ac平面中的3线条纹上。空穴条纹的稳定机制是由于强的p-d杂化作用。
1999-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single monolayer ferromagnetic perovskite SrRuO3 with high conductivity and strong ferromagnetism
NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation（NTT基础实验室，NTT公司）；The University of Tokyo（东京大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究所）
单层 SrRuO3 在 DyScO3 基底上表现出高导电性和强铁磁性，其电阻率显著低于在 SrTiO3 基底上生长的同类材料，为二维磁性氧化物系统提供了新平台。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural and Correlation Effects in the Itinerant Insulating Antiferromagnetic Perovskite NaOsO3
正交钙钛矿结构的NaOsO 3在T_N=410 K时经历了一个连续的金属-绝缘体转变（MIT），并伴随着反铁磁（AFM）有序，被认为是罕见的Slater（巡回）MIT的一个例子。我们使用从头算和相关的方法来研究这个系统，重点是磁有序的起源和性质以及MIT。的旋转和倾斜的OsO 6八面体的GdFeO 3结构中的结果在适度缩小的带宽度的t_{2g}流形，但足以引起平坦的带和AFM的顺序内的局部自旋密度近似（LSDA），在那里它仍然是金属的，但与深赝能隙。在Uc ~2 eV处，包括原位库仑排斥U在内，只在AFM态发生MIT。自旋-轨道耦合（SOC）对半填充$t_{2g}^{3}$壳层能带结构的影响似乎很小，但尽管正常轨道矩不大于0.1 $μ_B$，SOC使打开能隙所需的临界值U_c增加了一倍，并导致大的磁晶能差。我们的研究结果是一致的斯莱特MIT驱动的磁秩序，诱导的结构引起的能带变窄和适度的库仑排斥的组合，SOC必要的一个完整的图片。强p-d杂化降低了矩，并且当通过简化的Hund规则耦合（与矩成比例）自举时，计算得到的矩为~1 $μ_B$，与观察到的矩一致，并且仅为正式$d^3$值的三分之一。我们提出并讨论一个重要的问题：由于这种AFM排序是在q=0（在20个原子的单元中），其中嵌套是一个有争议的问题，那么排序的微观驱动力和随之而来的MIT是什么？
2013-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stability Criteria and Optoelectronic Properties of Mg3ZBr3 (Z = As, Sb, Bi) Perovskites for Evaluating the Performance in PIN Photo Diode
University of Dhaka（达卡大学）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）
研究Mg3ZBr3（Z=As,Sb,Bi）钙钛矿的稳定性及光电性质，发现其具有良好的带隙和介电响应，适用于无铅光电二极管应用。
2025-10-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Interplay between trimer structure and magnetic ground state in Ba5Ru3O12 probed by Neutron and muSR techniques
通过INS和μSR技术结合理论计算研究Ba5Ru3O12三聚体体系，揭示其60K时的长程反铁磁有序、两种自旋波激发及非共线自旋结构，证实短程磁关联与动态磁有序，预测基态并与实验一致。
2025-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Site-selective $d^{10}$/$d^0$ substitution in a $S = 1/2$ spin ladder Ba$_2$CuTe$_{1-x}$W$_x$O$_6$ ($0 \leq x \leq 0.3$)
值得注意的是，将等价的$d^{10}$和$d^0$阳离子掺杂到$A_2B$“$B$”或$_6$双钙钛矿中的$B$“位点上具有引导磁性$B$”阳离子之间的磁性相互作用的能力.这是由于轨道杂化的变化，这有利于不同的超交换途径，并导致形成替代的磁性结构，这取决于$B$ "是$d^{10}$还是$d^0$。此外，通过引入$d^{10}$和$d^0$阳离子的混合物产生的竞争可以将材料驱动到奇异量子磁性的领域。这里，将W $^{6+}$ $d^0$掺杂剂引入到$d^{10}$六方钙钛矿Ba $_2$ CuTeO $_6$中，其具有Cu $^{2+}$阳离子的自旋梯形几何形状，产生Ba $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_x$ O $_6$固溶体（$x$ = 0 - 0.3）。中子和同步辐射X射线衍射表明，W $^{6+}$几乎完全取代Te $^{6+}$的角共享网站内的自旋阶梯，优先于面共享网站之间的阶梯。这意味着梯内相互作用被PDMATHAMN阳离子选择性地调节。体磁测量表明，这抑制磁有序以类似的方式观察到的自旋液体类材料Sr $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_x$ O $_6$。这进一步证明了$d^{10}$和$d^0$掺杂剂作为用于在宽范围的钙钛矿和钙钛矿衍生结构中调谐磁基态的工具的效用。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles calculations to investigate structural, elastic, electronic, thermodynamic, and thermoelectric properties of CaPd$_3$B$_4$O$_{12}$ (B = Ti, V) perovskite
本研究采用密度泛函理论（DFT）方法研究了CaPd $_3$ Ti $_4$ O $_{1}$ 2（CPTO）和CaPd $_3$ V $_4$ O $_{12}$（CPVO）四元钙钛矿的许多物理性质。这两种化合物的机械耐久性也通过Born稳定性标准观察到。CPTO的能带结构显示出0.88和0.46 eV的直接窄带隙，同时分别使用GGA-mBJ和GGA-PBE电位，这是其迷人的半导体性质的指示。计算的偏态密度表明，CPTO的Pd-4d和O-2 p轨道电子之间存在较强的杂化，而CPVO的Pd-4d和V-3d-O-2 p轨道电子之间存在较强的杂化。化学键性质和电子电荷分布图的研究表明，两种化合物均存在共价O-V/Pd键、离子O-Ti/Ca键和金属Ti/V-Ti/V键。CPVO的费米面保证了一种空穴以及电子同时面对，显示出多样的能带特性。预测的静态实介电函数（光学性质）的CPTO在零能量意味着其有前途的介电性质。的光电导和吸收系数的CPBO显示良好的定性符合的能带结构计算的结果。计算的热力学性质表明CPBO的热力学稳定性，而CPVO的声子色散表现出稳定的声子色散，而CPTO的声子色散稍不稳定。预测的德拜温度（$θ_D$）已被用来关联其局部特征，包括热电行为。所研究的CPTO的热电输运性质在800 K下产生了Seebeck系数（186 V/K）、功率因数（11.9 Wcm $^{-1}$ …
2022-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Lead-free Hybrid Perovskite: An Efficient Room Temperature Spin Generator via Large Interfacial Rashba effect
本文提出利用无铅二维 HOIP PEA-CuCl 的界面 Rashba 效应在室温下高效产生自旋，实验测得其 Rashba 有效场优于铅基及贵金属异质结。
2024-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
