Spin-1/2 Triangular Lattice with Orbital Degeneracy in a Metallic Oxide Ag2NiO2
通过电阻率、磁化率、比热容和X射线衍射等测试手段,研究了一种新型金属磁性过渡金属氧化物Ag_2NiO_2。该晶体结构的特征在于由Ni 3 + O 2层和(Ag 2)+层交替堆叠,前者实现具有eg轨道简并性的自旋1/2三角晶格,后者提供巡游电子。结果表明,NiO 2层在Ts = 260 K时呈现出轨道有序,在TN = 56 K时呈现出反铁磁自旋有序.此外,一个适度大的质量增强被发现的巡回电子,这表明一个显着的贡献,从近本地化的镍3d状态的银5s状态,形成一个宽带。
2005-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The ground state phases of orbitally degenerate spinel oxides
本文综述了具有三重$t_{2g}$轨道简并度的自旋二分之一尖晶石氧化物的微观自旋轨道哈密顿量和基态性质。结果表明,对于任何轨道构型,相应的自旋哈密顿量的基态在经典极限下是无限简并的。自旋的量子性质提升了广泛的经典简并性,这种效应类似于量子涨落引起的无序中有序现象。这将驱动系统的非磁性自旋单重态二聚体歧管与残留的简并,由于二聚体的相对取向。本文还简要地评述了提高“取向”简并度的磁弹性机制。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antinodal quasiparticles below and above T_Curie in the CMR oxide La_(2-2x)Sr_(1+2x)Mn_(2)O_(7) with x=0.36
根据最近对双层巨磁电阻锰氧化物La_{2-2x} Sr_{1+2x} Mn_{2} O_{7}(0.36< x< 0.40)的角分辨光电子能谱研究的矛盾,本文给出了x=0.36和0.40时的新的ARPES数据,仅对前者在k空间(pi,0)点处及其附近显示出明显的类准粒子特征。电子状态显然是重整化,无论是关于他们的色散关系和寿命,由于耦合到玻色子自由度。重要的是,准粒子的存在和它们的重正化都很好地存活到顺磁状态,比T_Curie高50 K。这反对强耦合到自旋模式,并提出了关于顺磁绝缘相的性质的问题。
2006-11-10 cond-mat.str-el
Double exchange magnets: Spin-dynamics in the paramagnetic phase
采用有限温度对角化方法,在考虑铁磁Hund耦合和$t_{2g}$ -自旋间反铁磁交换的Kondo晶格模型下,研究了钙钛矿锰氧化物的电子结构.动态结构因子的结果与最近的双层锰氧化物La $_{1.2}$ Sr $_{1.8}$ Mn $_2$ O $_7$的中子散射实验是一致的。磁化率显示居里-外斯行为,并用于推导相图。在顺磁相载流子的特点是铁磁极化子在反铁磁自旋液体。
1997-08-01 cond-mat.str-el
Designing ferromagnetism in vanadium-oxide based superlattices
受最近关于钒氧化物基超晶格室温铁磁性的报道(Phys. Rev. B \textbf{80},241102)的启发,进行了顺磁-铁磁相界对超晶格几何形状的依赖性的单点动态平均场研究。对实验确定的晶体结构的变体的检查表明,铁磁性仅在相图的一个小的且可能无法到达的区域中被发现。提出了增加铁磁性可能存在的范围的设计标准。
2013-06-02 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
High-Tc ferrolectricity emerging from magnetic degeneracy in cupric oxide
氧化铜在不寻常的高温下是多铁性的。从密度泛函计算,我们发现,低T的磁性相是顺电性和较高的T一个铁电性,与极化的大小和方向与实验吻合得很好。通过将从头计算结果映射到有效自旋模型上,我们用Monte Carlo方法发现在高温磁态下,非共线性和反转对称性破缺通过Dzyaloshinskii Moriya相互作用相互稳定.这导致了一种新的多铁性机制,具有非磁性杂质增强效果的特殊性质。
2010-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech 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
Jahn-Teller, Charge and Magnetic Ordering in half-doped Manganese Oxides
本文用单轨道模型研究了分子式为A_{0.5} A '_{0.5}MnO_3的半掺杂锰氧化物体系的相图,该模型考虑了磁双交换和超交换,以及位间库仑和电子-晶格相互作用。强Jahn-Teller和呼吸模式变形一起竞争,导致剪切晶格变形。后者使电荷有序的CE型相稳定,CE型相随着温度或磁场经历一阶转变,成为铁磁金属相或顺磁绝缘相。一个基本特征是自洽屏蔽库仑和电子-声子相互作用的铁磁相。
2000-11-24 cond-mat.str-el
Slave-Boson Functional-Integral Approach to the Hubbard Model with Orbital Degeneracy
本文对具有任意轨道简并度$D$的哈伯德模型发展了一种从玻色子泛函积分方法。它的鞍点平均场论与单带哈伯德模型的Gutzwiller近似是等价的。将我们的理论应用于双简并($D = 2$)模型,并在顺磁态下对该模型进行了数值计算。讨论了交换相互作用对金属-绝缘体(MI)转变的影响。MI过渡的临界相互作用的轨道简并和电子占有率的函数解析计算。
1997-06-10 cond-mat.str-el
Band Jahn-Teller Instability and Formation of Valence Bond Solid in a Mixed-Valent Spinel Oxide LiRh2O4
我们合成了一种新的尖晶石型氧化物LiRh_2O_4,它具有Rh ~(3+)和Rh ~(4+)的混合价结构。在室温下,它是一种顺磁性金属,但在冷却时,发生金属-绝缘体转变,并在170 K以下形成价键固态。我们认为,价键固体的形成是促进了在230 K的带Jahn-Teller跃迁和由此产生的限制的xy带内的t2 g空穴。带Jahn-Teller不稳定性也是导致在230 K以上的轨道无序相中观察到的增强的热电功率的原因。
2008-06-23 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
Dynamics of photo-induced ferromagnetism in oxides with orbital degeneracy
通过使用强相干电磁辐射,可以非常快速地操纵量子材料的性质,甚至诱导新的和潜在有用的相,这些相在平衡中不存在。例如,磁动力学的超快控制对于许多提出的自旋电子器件至关重要,并且还可以揭示相关相的可能动力学。受最近自旋轨道铁磁体YTiO $_3$实验的启发,我们研究了低轨道激发下海森堡铁磁绝缘体的非平衡动力学。我们在这个系统中的磁振子激发的动力学模型以下的光脉冲共振激发红外活性声子模式。随着声子的下降,它们可以动态地将轨道与低位置的磁振子耦合,从而导致磁振子的有效浴发生显著变化。我们表明,这种瞬态耦合可以导致磁化动力学的动态加速,否则由小的各向异性来检查。探索参数空间更多,我们发现,磁振子动力学甚至可以完全逆转,导致负弛豫率时,泵是蓝失谐相对于轨道浴共振。因此,我们表明,通过使用特别有针对性的光脉冲,可以施加更大程度的控制磁化动态,允许一个光学操纵磁秩序在这个系统中。最后,我们讨论有趣的相似之处,我们发现这里的磁化动力学和最近的实验光致超导性,在那里同样观察到,取决于初始泵浦频率,出现一个明显的亚稳超导相。
2022-09-21 cond-mat.str-el
Metal insulator transition in TlSr2CoO5 from orbital degeneracy and spin disproportionation
为了描述新氧化物TlSr_2CoO_5的金属绝缘体转变,我们用LDA和Hartree-Fock模型计算研究了它的电子结构。在LDA中,我们发现一个均匀的金属和铁磁基态,但当包括库仑相互作用更明确的Hartree-Fock近似内,我们发现一个绝缘状态的较低的能量与自旋和轨道顺序。我们还解释了我们的结果在一个简单的模型。
2000-10-17 cond-mat.str-el
Theory of Ferromagnetic Metal to Paramagnetic Insulator Transition i in R_{1-x}A_{x}MnO_{3}
研究了具有轨道简并的Mn氧化物的双交换模型,包括在位库仑排斥、Jahn-Teller(J-T)耦合和掺杂诱导的无序。在强相互作用极限下,它被映射到一个单带Anderson模型上,在这个模型中,所有的散射机制都可以被平等地对待。在居里温度$T_c$附近,晶格畸变的均方波动急剧上升,与实验结果一致。我们发现,自旋和J-T无序导致金属-绝缘体转变(MIT)仅在低载流子密度。在具有$0.2\leq x<0.5$的样品中观察到的MIT可以通过进一步包括阳离子尺寸失配的无序效应来解释。
1998-11-20 cond-mat.str-el
Comment on Phys. Stat. Sol. (b) 236 (2003) 281 paper by A. M. Oles "Orbital ordering and orbital fluctuations in transition metal oxides"
我们认为,3A 2状态所考虑的Oles在物理统计。Sol. (b)236(2003)281中关于d2体系中V3+离子在V2 O3和LaVO 3中以及Ti 2+离子在TiO和许多其它氧化物中出现的观点是错误的。合适的基态是3 T1 g-其9倍简并度在晶体中通过原子内自旋轨道相互作用和晶格畸变进一步分裂。
2004-09-30 cond-mat.str-el
Orbital Ordering and Orbital Fluctuations in Transition Metal Oxides
总结了具有轨道简并度的立方过渡金属氧化物自旋轨道模型中磁阻挫相互作用的一些特征。一个通用的二聚化的趋势,发现已经在退化的哈伯德模型,确认为$t_{2g}$,但不是$e_g$系统。在$t_{2g}$的情况下,量子轨道波动更明显,并有助于不同的磁性和轨道状态之间的更强的竞争。因此,在某些未掺杂的$t_{2g}$系统中存在轨道液态,而在锰氧化物中这种状态只能通过掺杂来触发。
2003-03-06 cond-mat.str-el
Frustrated magnets and quantum paramagnetic phases at finite temperature
我们发展了一个一般的框架,它结合了精确对角化的小集团密度矩阵变分原理,在有限温度下研究阻挫磁铁。用热力学分级平均场方法计算了三维自旋为1/2的$J_1$ - $J_2$反铁磁体的相图和磁化过程。它的非磁性相表现出从量子到经典顺磁体的热交叉,其温度为$T=T_0$,可以从热力学测量中提取。在低温下,施加的磁场通过有序无序来稳定具有非平凡自旋织构和在半饱和下的磁化平台的各种相,所述磁化平台在$T\sim T_0$处连续消失。我们的研究结果是相关的挫折钒氧化物。
2012-10-04 cond-mat.str-el
Doubly degenerate orbital system in honeycomb lattice: implication of orbital state in layered iron oxide
研究了蜂窝格点上的双简并轨道模型。这是一个多铁性层状铁氧化物的轨道状态模型。采用自旋波近似、蒙特卡罗模拟和Lanczos方法对经典模型和量子模型进行了分析。在经典的基态中存在一个宏观的简并数。在经典模型中,比热的峰值出现在远低于平均场有序的温度。在这个温度以下,轨道赝自旋的角度是固定的,但不建议常规的轨道顺序。热涨落使基态的简并度部分提高。我们提出了低温轨道结构中六边形零维涨落的作用。由于量子零点涨落的存在,简并度在零温度下也发生提升。我们表明,基态波函数是很好地表示的状态的线性组合,其中蜂窝晶格覆盖的最近邻轨道对的最小键能。
2008-04-05 cond-mat.mtrl-sci 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
Oxygen vacancies at the origin of pinned moments in oxide interfaces: the example of tetragonal CuO/SrTiO$_3$
获得一个准确的理论描述的涌现现象在氧化物异质结构是一个重大的挑战。最近,通过X射线磁性圆二色性测量,在四元CuO/SrTiO $_3$异质结构的Cu $L_{2,3}$ -边发现了有趣的顺磁自旋和钉扎轨道矩.使用第一性原理计算,我们提出了一个方案,解释了这两种类型的时刻,基于在TiO $_2$界面层中形成的氧空位。我们表明,在界面CuO层中出现了顺磁2D电子气。它在Ti $L_{2,3}$边缘是不可见的,因为Ti原子的价态保持不变。强烈的结构扭曲打破了本地和全球的四重旋转$C_4$对称性在界面导致面内钉扎的Cu轨道时刻接近的空缺。我们的研究结果,特别是钉扎的轨道矩,可能会影响其他系统,特别是一氧化物/二氧化物界面类似的金属-氧键长和弱自旋轨道耦合。
2022-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensionality Control of Electronic Phase Transitions in Nickel-Oxide Superlattices
在具有强关联电子的材料中,集体量子相之间的竞争敏感地依赖于电子系统的维数,这难以通过标准固态化学来控制。我们已经制造了超晶格的顺磁性金属LaNiO3和宽禁带绝缘体LaAlO3原子精确的层序列。使用光学椭圆偏振和低能量μ子自旋旋转,超晶格与LaNiO3薄的两个单元电池示出经历一系列的集体金属绝缘体和反铁磁转变作为降低温度的函数,而样品与较厚的LaNiO3层保持金属和顺磁性在所有温度下。因此,金属氧化物超晶格允许控制相关电子系统的维度和集体相行为。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of Antiferromagnetic Order in High-Tc Oxides: An Approach Based on Ginzburg-Landau Expansion
本文用Ginzburg-Landau(GL)展开法求得的自由能,研究了t-J模型中反铁磁序的平均场相图。我们扩展了通常的GL理论在两个方面:第一,我们已经包括了高阶项的空间导数(或波数),将无公度反铁磁秩序。其次,我们还包括高阶项的序参量振幅,以处理顺磁和反铁磁相之间的一阶相变,这出现在一些掺杂率。我们发现了与公度和非公度反铁磁序相关的高Tc氧化物的磁相图中存在三临界点和临界端点的可能性。基于GL自由能定性地讨论了热涨落和随机性(自旋玻璃)的可能影响。
2013-10-29 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
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
Magnetic Collapse and the Behavior of Transition Metal Oxides at High Pressure
本文采用关联电子动力学平均场论结合\emph{ab initio}能带结构方法(DFT+DMFT)对过渡金属氧化物MnO、FeO、CoO和NiO的顺磁立方B1结构的电子结构和相稳定性进行了详细的理论研究.我们的计算表明,在压力下,这些材料表现出莫特绝缘体-金属转变(IMT),这是伴随着同时崩溃的局部磁矩和晶格体积,这意味着化学键和电子关联之间的复杂的相互作用。此外,我们的研究结果的转变压力显示单调下降,从~ 145 GPa到40 GPa,从MnO移动到CoO。与此相反,在NiO中,磁崩溃被发现发生在显着更高的压力~ 429 GPa。我们提供了一个统一的图片,这样的行为,并建议它是主要的本地化的巡回时刻的行为过渡在IMT,引起过渡金属氧化物的磁崩溃。
2016-07-27 cond-mat.str-el
Helicoidal magnetic order in a clean copper oxide spin chain compound
我们报告的磁化率,比热,和中子衍射测量NaCu $_2$ O $_2$,自旋1/2链化合物同构的LiCu $_2$ O $_2$,这已被广泛研究。在13 K以下,我们发现了一个长程有序的、无公度的磁螺旋态,其传播矢量与LiCu $_2$ O $_2$的传播矢量相似.与Li类似物相比,NaCu $_2$ O $_2$中的取代无序可忽略不计。因此,我们可以排除螺旋是由杂质诱导的,正如先前对LiCu $_2$ O $_2$的工作所声称的那样。一个自旋哈密顿与挫折长程交换相互作用提供了一个很好的描述有序状态和顺磁磁化率。
2004-12-16 cond-mat.str-el
Spin-dependent correlation in two-dimensional electron liquids at arbitrary degeneracy and spin-polarization: CHNC approach
本文应用Dharma-wardana和Perrot最近发展的经典映射技术,研究了任意简并度和自旋极化的均匀二维电子系统。对分布函数,结构因子,亥姆霍兹自由能,和压缩性的计算范围很广的参数。结果表明,在T/ T_F <0.1的低温下,T_F为费米温度,我们的结果几乎退化到零温分析的结果。在T/ T_F >= 1的范围内,对于所有自旋极化,在高密度下有限温度效应变得相当显著。我们发现,在没有桥函数的近似下,二维有限温度电子系统在Wigner结晶密度之前仍然是顺磁流体。我们的结果与三维系统的结果进行了比较,并指出了许多物理性质的温度,自旋极化和密度依赖性的相似之处。
2003-11-18 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
Spin-state transition and spin-polaron physics in cobalt oxide perovskites: ab initio approach based on quantum chemical methods
基于量子化学波函数方法的从头计算方法研究了3d金属化合物LaCoO 3的多轨道电子结构.强的短程电子相关,涉及Co和O轨道,处理多参考技术。这种方法避免了使用有效参数如Hubbard U和轨道间U ',J项以及与其显式计算相关的问题。我们提供了新的见解自旋态转变在约90 K和掺杂材料中的载流子的性质。我们的结果表明,当T>90 K时,LaCoO 3中形成了t4 e2高自旋态.此外,我们通过类Zhang-Rice O空穴态和铁磁团簇的形成解释了低温轻掺杂化合物中的顺磁相。
2008-04-16 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
Electronic ferroelectricity and magneto-electric effect in phase separated magnetic oxidesElectronic ferroelectricity and magneto-electric effect in phase separated magnetic oxides
本文研究磁性氧化物(MO)薄膜中的相分离态。我们证明了这些态具有非零的电极化的强度。此外,极化与膜中磁化强度的空间分布密切相关。具有相反极化和相反磁位形的极化态是简并的。外部电场消除简并允许在两种状态之间切换。因此,可以用外部电场控制相分离MO薄膜的电极化的强度和磁结构。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall 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
Spin fluctuation induced Weyl semimetal state in the paramagnetic phase of EuCd$_2$As$_2$
外尔费米子作为涌现准粒子可以出现在外尔半金属(WSM)中,其中能带是非简并的,由反转或时间反演对称性破缺引起。然而,磁感应WSM的实验证据是稀缺的。在这里,使用光电子能谱,我们观察到,布洛赫带的简并已经解除了EuCd $_2$ As $_2$的顺磁相。我们把这种效应归因于巡游电子经历准静态和准长程铁磁涨落。此外,自旋非简并能带结构在费米能级附近具有一对理想Weyl节点。因此,我们表明,长程磁序和时间反演对称性的自发破缺不是中心对称系统中WSM态的基本要求,并且WSM态可以出现在比以前认为的更广泛的凝聚态系统中。
2019-07-12 cond-mat.str-el
Paramagnonlike excitations and spin diffusion in magnetic resonance studies of copper oxide superconductors
针对高掺杂$T_c$氧化铜超导体的低频响应,提出了掺杂二维海森堡反铁磁系统在顺磁态下所有波矢通过布里渊区的弛豫函数理论.我们推导出了长寿命[ $T \lesssim 400(1-4x)$ K]和“过阻尼”[ $T \gtrsim 700(1-4x)$ K]类顺磁激发的温度范围($T$)-掺杂指数($x$)相图,来自最佳掺杂La $_{2-x}$中的平面氧核自旋-晶格弛豫速率$^{17}(1/T_1)$数据$_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$,从而为自旋波概念和“过阻尼"模式提供了机制。
2007-10-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronics with correlated oxides: SrVO$_3$/SrTiO$_3$ as a Mott transistor
我们采用密度泛函理论加上动力学平均场论和确定的物理起源,为什么两层SrVO $_3$上的SrTiO $_3$基板绝缘:薄膜的几何形状升降机的轨道简并,这反过来触发了Mott-Hubbard转变。两层SrVO $_3$正好处于Mott-Hubbard转变的边缘,因此非常适合于Mott-Hubbard转变的技术应用:异质结构对应变、电场和温度高度敏感。栅极电压还可以将绝缘体变成金属,从而实现具有理想的通-断(金属-绝缘体)开关特性的晶体管。
2013-12-20 cond-mat.str-el
Orbital degeneracy as a source of frustration in LiNiO$_2$
由于LiNiO $_2$是一种具有三角形平面的层状氧化物,它不存在协同Jahn-Teller效应和磁有序,我们研究了三角形晶格上的一般自旋轨道模型.平均场方法揭示了在SU(4)对称点和铁磁相之间存在几个单态相,这一结论得到了有限团簇精确对角化的支持。我们认为,相之一,其特征在于大量的低躺单线相关的三角形晶格的二聚体覆盖,可以解释的性能LiNiO $_2$,而铁轨道相,位于附近的参数空间导致一个新的预测的磁性的NaNiO $_2$。
2004-01-09 cond-mat.str-el
Electronic phase separation in the pyrochlore double-exchange model
电子相分离和相关的不均匀性在强关联系统中随处可见。在CMR锰氧化物中发现了铁磁金属和反铁磁绝缘体之间的典型例子。在这里,我们表明,几何挫折带来了独特的方面相分离现象。从蒙特卡罗模拟和一个简单的能量比较烧绿石双交换模型,我们表明,这种相分离发生在铁磁和顺磁金属。我们讨论了我们的研究结果的相关性,发现在钼烧绿石氧化物在外部压力下的自旋玻璃金属相。
2010-08-16 cond-mat.str-el
Coexistence of metallic and nonmetallic properties in the pyrochlore Lu$_2$Rh$_2$O$_7$
$4d$和$5d$块的过渡金属氧化物最近已经成为材料发现的目标,这主要是由于它们的强自旋-轨道耦合,可以产生奇异的磁性和电子状态。在这里,我们报告的高压合成Lu $_2$ Rh $_2$ O $_7$,一个新的立方烧绿石氧化物的基础上$4d^5$ Rh $^{4+}$和表征通过热力学,电输运,和μ子自旋弛豫测量。磁化率测量揭示了一个大的温度无关的泡利顺磁贡献,而热容显示了增强的索末菲系数,$γ$ = 21.8(1)mJ/mol-Rh K $^2$。μ子自旋弛豫测量证实Lu $_2$ Rh $_2$ O $_7$在低至2 K时保持顺磁性。综合考虑,这三个测量结果表明,Lu $_2$ Rh $_2$ O $_7$是一种相关的顺磁性金属,威尔逊比为$R_W = 2.5$。然而,电输运测量呈现出显著的矛盾,因为观察到Lu $_2$ Rh $_2$ O $_7$的电阻率随着温度的降低而单调增加,指示非金属状态。此外,尽管电阻率的大小是半导体的电阻率,但温度依赖性不遵循任何常规形式。因此,我们提出,Lu $_2$ Rh $_2$ O $_7$可能属于同一类新的非费米液体的非金属金属FeCrAs。
2019-03-01 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
Paramagnetic spin excitations in insulating Rb$_{0.8}$Fe$_{1.6}$Se$_2$
本文用中子散射方法研究了绝缘反铁磁Rb $_{0.8}$ Fe $_{1.6}$ Se $_2$的温度依赖自旋激发。在低温AF态,自旋波可以用局域矩海森堡哈密顿量精确描述。当升温到T_N=500的Neel温度时,$ K, low-energy (E<30meV) paramagnetic spin excitations form Lorentzian-like quasielastic peaks centered at the AF wave vectors associated with spin waves, while high-energy (E>50meV) spin excitations become heavily damped. Upon further warming to above the structural distortion temperature of T_s=524K, the entire paramagnetic excitations become overdamped. These results suggest that AF Rb$ _{0.8} $Fe$ _{1.6} $Se$ _2$不再是类似氧化铜的莫特绝缘体,与金属铁磷属元素化物和铁硫属元素化物相比,其电子关联较小。
2012-11-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetoelasticity in ACr2O4 spinel oxides
用光谱法研究了ACr_2 O_4铬尖晶石氧化物磁性半导体在T=10- 335 K宽温区的晶格结构动力学性质。A位离子(A=Mn,Fe,Co,Ni和Cu)的系统变化表明,3d轨道在A位的占据对晶格动力学有很大影响。对于具有轨道简并的化合物(FeCr 2 O 4、NiCr 2 O 4和CuCr 2 O 4),在Jahn-Teller转变和随后的长程磁序开始时,观察到红外活性声子模式的清晰分裂和/或沉默振动模式的激活。虽然MnCr 2 O 4和CoCr 2 O 4显示出多铁性和磁电特性,但在没有轨道简并的尖晶石化合物中没有发现相当大的磁弹性,因为它们即使在其磁性基态也紧密地保持高温立方尖晶石结构。除了晶格振动,还研究了A $^{2+}$离子的原子内3d-3d跃迁,以确定晶体场和Racah参数以及自旋轨道耦合的强度。
2012-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic phase diagram of the layered cobalt oxide system, LixCoO2 (0.0 <= x <= 1.0)
在这里,我们报告的层状钴氧化物系统,LixCoO 2,在整个范围内的Li组合物,0 <= x <= 1的磁性。根据直流磁化率数据,结合~(59)Co-NMR/NQR观测结果,建立了LixCoO_2的电子相图。与相关材料NaxCoO 2一样,发现在x = 0.35和0.40之间存在磁性临界点,该临界点分离了保利顺磁金属和居里-外斯金属。在Pauli顺磁区(x <= 0.35),反铁磁自旋关联随x的减小而系统地增大。然而,CoO 2,x = 0端元是一个非相关的金属在整个温度范围内的研究。另一方面,在Curie-Weiss区域(x >= 0.40)中,观察到各种相变。当x = 0.40时,在30 K处出现磁化率峰,表明静态AF顺序开始。磁跳,这可能是由电荷有序触发,在Tt = 175 K的样品与x = 0.50(= 1/2)和0.67(= 2/3),而只有一个微小的扭结出现在T = 210 K的样品与中间Li成分,x = 0.60。因此,LixCoO 2系统的相图是复杂的,并且电子性质受Li含量(x)的敏感影响。
2009-10-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory for high spin systems with orbital degeneracy
在大自旋极限下研究了具有轨道简并度的高自旋系统。在没有Hund耦合的情况下,经典自旋模型分别映射到自旋向上和向下的不连通轨道系统上。各向同性模型的基态是轨道价键态,其中每个键是具有平行自旋的轨道单线态,并且相邻键反铁磁性地相互作用。过渡金属氧化物的可能的相关性进行了讨论。
2001-11-22 cond-mat.mtrl-sci 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
Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Type Scenario in Molecular Spin Liquid $A$Cr$_2$O$_4$
用电子自旋共振(ESR)方法研究了铬尖晶石氧化物$A$ Cr $_{2}$ O $_{4}$($A=$ Mg,Zn,Cd)在顺磁区的自旋弛豫. ESR线宽的温度依赖性表明了一种非常规的自旋弛豫行为,类似于二维(2D)氧化铬三角晶格反铁磁体中的自旋-自旋弛豫。数据可以描述在一个广义的Berezinskiii-Kosterlitz-无边界(BKT)类型的情况下,额外的内部对称性的2D系统。基于ESR线宽的评价得到的特征指数,短程有序与隐藏的内部对称性的建议。
2017-05-05 cond-mat.str-el
Integer filling metal insulator transitions in the degenerate Hubbard model
在大维数(或大晶格连通性)的极限下,我们得到了退化哈伯德模型的精确数值解。连续的Mott-Hubbard金属绝缘体过渡整数填充发生在中间值的相互作用和足够低的温度下的顺磁相。结果是相关的过渡金属氧化物与部分填充窄简并带。
1996-11-06 cond-mat.str-el
Frustrated Magnetism in Mott Insulating (V$_{1-x}$Cr$_x$)$_2$O$_3$
V2 O3以顺磁与反铁磁、金属与绝缘状态的所有四种组合为特征,以响应%水平掺杂、GPa范围内的压力和低于300 K的温度。利用中子飞行时间谱结合磁相互作用的密度泛函理论计算,我们绘制并分析了铬稳定的反铁磁和顺磁绝缘相(AFI & PI)在较宽的能量和动量转移范围内的非弹性磁中子散射截面。我们的研究结果揭示了一个重要的磁挫折和退化的PI相,这是减轻菱面体的单斜过渡在$T_N=185$ K由于一个显着的磁弹性耦合。这导致认识到,磁挫折是在$\rm (V_{1-x}Cr_x)_2O_3$的顺磁相的固有属性,并在抑制磁性长程有序温度和暴露一个大的相空间的顺磁莫特金属-绝缘体转变发生的关键作用。
2019-02-22 cond-mat.str-el
Correlation Strength, Gaps and Particle-Hole Asymmetry in High-Tc Cuprates: a Dynamical Mean Field Study of the Three-Band Copper-Oxide Model
采用单格位动力学平均场论和紧束缚参数化的铜、氧能带,求解了高温铜氧化物超导体的三带模型。对于每个单元电池的一个孔的带填充的金属/电荷转移绝缘体相图确定。的电子光谱函数,光学电导率和准粒子质量增强计算作为电子和空穴掺杂的参数的函数,使得对应于顺磁性金属和电荷转移绝缘体侧的一个孔每个细胞相图。光学矩阵元的光学电导率的计算使用Peierls相位近似。计算中包括了“张-赖斯单态”的物理性质。确定了反铁磁性对带隙大小的影响以及相关强度与掺杂引起的态密度变化之间的关系。比较了三带模型和单带模型。这两个模型被发现产生定量一致的结果,所有的能量小于约4 eV,包括在附近的电荷转移间隙的能量。金属/电荷转移绝缘体相边界的绝缘侧上的参数导致相对于数据太大的间隙和太小的近间隙电导率。结果表明,铜酸盐明显处于中间相关区,在金属/电荷转移绝缘体相边界的顺磁性金属一侧。
2009-07-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Colossal Effects in Transition Metal Oxides Caused by Intrinsic Inhomogeneities
研究了淬火无序对有序态间竞争的影响。观察到的特征类似于量子临界行为的相图,即使使用经典模型。低温顺磁区由共存的有序团簇组成,具有随机取向的序参量。扩展到锰氧化物,这种状态被认为具有巨大的磁阻效应。讨论了团簇形成的尺度T*。这是格里菲思温度的模拟,但对于两个竞争订单的情况,产生对外部场的强烈敏感性。铜氧化物可能具有类似的特征,与掺杂非常不足的区域的大邻近效应兼容。
2002-10-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic study of spin-orbit-induced Mott insulator in Ir oxides
受Sr $_2$ IrO $_4$中新型5 $d$莫特绝缘体实验的启发,我们研究了具有自旋-轨道耦合$λ$的二维三维轨道哈伯德模型.采用变分蒙特卡罗方法,通过改变在位库仑相互作用$U$和$λ$,得到了基态相图。发现从顺磁金属到反铁磁(AF)绝缘体的转变发生在有限的$U=U_{\mathrm{MI}}$处,这被大的$λ$(5个$d$电子的特征)大大降低,并导致“自旋轨道诱导”的莫特绝缘体。研究还发现,Hund耦合诱导了各向异性自旋交换,并稳定了面内AF有序。利用变分集团近似进一步研究了单粒子激发,揭示了这种新型莫特绝缘体的内部电子结构。这些结果与Sr $_2$ IrO $_4$的实验观察一致,而与广泛研究的3 $d$莫特绝缘体的结果有质的不同。
2010-10-28 cond-mat.str-el
Thickness-dependent ferromagnetic metal to paramagnetic insulator transition in La$_{0.6}$Sr$_{0.4}$MnO$_3$ thin films studied by x-ray magnetic circular dichroism
金属过渡金属氧化物在临界厚度的几个单层(ML)上发生金属-绝缘体转变(MIT),但其驱动机制仍然存在争议。用X射线吸收光谱和X射线磁圆二色性研究了铁磁金属La $_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_3$的MIT随厚度的变化。当膜厚度在MIT的临界厚度(6 - 8 ML)上减小时,观察到铁磁信号逐渐减小并且伴随着顺磁信号的增加,而Mn价态朝向Mn $^{3+}$突然减小。这些观察结果表明,铁磁相逐渐和最有可能不均匀地变成顺磁相,两个阶段突然成为绝缘的临界厚度。
2014-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic correlations in the metallic strongly correlated transition metal oxide LaNiO$_3$
具有高Ni $^{3+}$氧化态的稀土镍酸盐的材料类别由于发生具有电荷顺序的金属-绝缘体转变以及在该绝缘区域内出现非共线磁相而产生持续的兴趣。最近对LaNiO $_3$薄膜超导性的理论预测也引发了广泛的研究。LaNiO $_3$似乎是唯一的稀土镍酸盐,保持金属和顺磁性下降到最低温度。到目前为止,还没有报道用于稀土镍酸盐材料类别的厘米级无杂质单晶生长,因为它们的合成需要升高的氧压。在这里,我们报告的成功生长厘米级的LaNiO $_3$单晶浮区技术在氧气压力高达150巴。我们的晶体基本上不含Ni $^{2+}$杂质,并显示出金属特性以及意想不到但明显的反铁磁转变。
2018-01-10 cond-mat.str-el
Onset of Magnetic Order in Strongly-Correlated Systems from ab initio Electronic Structure Calculations: Application to Transition Metal Oxides
本文描述了强关联电子系统有限温度磁性的从头算理论。该方法基于自旋密度泛函理论,采用自相互作用修正的局域自旋密度近似(SIC-LSDA)。在KKR多重散射方法中,自相互作用校正在局部实现。热致磁波动处理使用平均场的“无序局部矩”(DLM)的方法,并在任何阶段是有一个有效的海森堡模型拟合。我们将该理论应用于3D过渡金属氧化物,在那里我们的计算再现了实验的有序趋势,以及在有序温度的定性趋势。我们发现在顺磁状态下,几乎不随磁序的开始而改变的大的绝缘间隙。
2008-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el