Superconductivity and magnetic fluctuations in electron-doped cobaltate superconductors
基于动能驱动的超导电机制,研究了电子掺杂钴酸盐Na $_{x}$ CoO $_{2}\cdot y$ H $_{2}$ O的超导电性与反铁磁自旋涨落之间的相互作用.我们发现超导态是由载流子配对和准粒子相干控制的,并显示出与实验结果一致的共同的圆顶形相图。通过计算动力学自旋结构因子,理论上发现在较宽的低能范围内,磁激发在反铁磁波矢$Q (\frac{2π}{3},\frac{2π}{\sqrt{3}})$处出现公度共振峰,然后随着能量的增加向外演化为六个非公度磁散射峰.这种无公度的自旋共振激发应该用非弹性中子散射技术(INS)测量。我们目前的研究结果强烈表明,磁共振确实可以是掺杂莫特绝缘体的基本特征之一。
2012-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Is there a common theme behind the correlated-electron superconductivity in organic charge-transfer solids, cobaltates, spinels and fullerides?
我们认为,在上述看似非常不同的材料之间存在着深刻而根本的关系。导电有机电荷转移固体和层状钴酸盐中电子行为的载流子浓度依赖性非常相似。这些依赖性可以在一个单一的理论模型中得到解释,即具有显著最近邻库仑排斥的扩展哈伯德哈密顿量。有趣的是,钴酸盐中的超导性似乎被限制在能带填充精确或接近四分之一,就像在有机物中一样。我们表明,动态Jahn-Teller效应和由此产生的轨道排序可以导致1/4填充带描述超导尖晶石和富勒烯,这表明强电子-电子和电子-声子相互作用的证据。反铁磁晶格扩张bcc M $_3$ C $_{60}$和超导体中的轨道排序在我们的模型中是不同的。强关联、四分之一填充带和晶格阻挫是这些不寻常超导体的共同特征。
2011-11-29 cond-mat.str-el
Kinetic energy driven superconductivity in the electron doped cobaltate Na$_{x}$CoO$_{2}\cdot y$H$_{2}$O
在电荷-自旋分离的费米子-自旋理论中,我们证明了电子掺杂钴酸盐Na $_{x}$ CoO $_{2}\cdot y$ H $_{2}$ O的超导电性机制是由它的动能引起的。缀饰费米子通过交换磁激发直接通过动能发生相互作用。这种相互作用导致缀饰费米子之间的净吸引力,那么来自缀饰费米子配对态的电子库珀对是由于电荷-自旋复合,并且它们的凝聚揭示了超导基态。超导转变温度与缀饰费米子对转变温度相同,并且由于强磁阻挫而被抑制到更低的温度。最佳的超导转变温度发生在电子掺杂浓度$δ\approx 0.29$,然后降低欠掺杂和过掺杂制度,在定性与实验结果一致。
2005-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge order and phonon renormalizations: Possible implications for cobaltates
一些实验和理论研究表明,钴酸盐的系统接近电荷有序(CO)。我们表明,定性地,在一个$t-V$模型耦合到声子的框架中,光学声子模式在$K$和$M$点的布里渊区,其中只涉及$O$ -离子位移周围的$Co$-离子,是很好的候选人显示异常由于CO接近。如果通过增加$H_2O$含量,系统被推近CO,所述声子模式应显示软化和加宽。
2006-12-14 cond-mat.str-el
Incommensurate spin correlations in highly oxidized cobaltates La$_{2-x}$Sr$_{x}$CoO$_{4}$
我们观察到准静态无公度磁峰在中子散射实验层状钴氧化物La 2-xSrxCoO 4与高Co氧化态,已被报道是顺磁性的。这使我们能够测量在这个高度空穴掺杂的无公度制度的磁激发,并将我们的结果与那些发现在低掺杂的无公度制度,表现出沙漏磁谱。沙漏形状的磁激发完全消失,给出了高Sr掺杂。此外,广泛的低能量激发被发现,这是不中心的不相称的磁峰位置,但周围的四分之一整数值,通常表现出的棋盘电荷有序相的激发。我们的研究结果表明,在未掺杂的岛屿的强烈的网站间交换相互作用是至关重要的沙漏光谱的出现在无公度的磁性相的La 2-xSrxCoO 4。
2016-04-28 cond-mat.str-el
Selecting the suitable dopants: electronic structures of transition metal and rare earth doped thermoelectric sodium cobaltate
工程$Na_{0.75}CoO_2$被认为是实现高效热电系统的主要候选材料,可从废热中再生电力。在这项工作中,三个元素的最外层的电子配置,(1)一个开放的d壳层(Ni),(2)一个封闭的d壳层(Zn),(3)一个半填充的f壳层(Eu)与最大的未成对电子,概述了掺杂剂的电子和晶体结构的影响$Na_{0.75}CoO_2$。系统的$ab$ $initio$的密度泛函计算与$DMOL^3$软件包表明,当形成能$-2.35$ eV,$2.08$ eV的费米能级等于价带最大值时,取代Co的Ni和Zn更稳定。而Eu在取代形成能为$-2.64$ eV的Na时更稳定。由于这些结果与现有的实验数据表现出很大的和谐,他们提供了新的见解掺杂剂选择的基本原则,在高性能钴酸钠基多功能材料的开发中操纵的物理性能。
2019-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Electron-phonon interaction dressed by electronic correlations near charge ordering as the origin for superconductivity in cobaltates
本文在t-J-V模型的基础上,考虑了水合钴酸盐Na_xCoO_2·yH_2O的超导电性的可能途径。研究了均匀费米液体(HFL)相对不同对称性破缺相的稳定性条件。除了由最近邻库仑相互作用V触发的sqrt(3)xsqrt(3)-CDW相之外,我们发现HFL在非常低的掺杂下是不稳定的,我们还讨论了在低掺杂和V下相分离的发生。电子-声子相互作用和sqrt(3)xsqrt(3)附近的关联之间的相互作用。CDW导致在非常规的次近邻f波(NNN-f)通道中的超导性,其具有在x ~ 0.35附近的Tc的圆顶形状,并且具有如在实验中看到的几个开尔文的值。在低掺杂的键序相附近,我们发现了具有d波对称性的超导倾向,对于有限的J和x<0.15。与实验的联系是沿着纸。
2006-08-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Synthesis of sodium cobaltate Na$_{x}$CoO$_{2}$ single crystals with controlled Na ordering
在这项研究中,我们合成的Na $_{x}$ CoO $_{2}$与$x\sim0.8$使用光学浮区技术的单晶。彻底的电化学处理的样品,使我们能够控制脱嵌钠,以获得稳定的钠有序相与$x=0.5-0.8$的单晶样品。与在Na有序粉末样品中观察到的大块磁性能的比较证实了这些单晶相的高质量。测量了Na有序样品的ab平面电阻率,并且对于不同的样品批次具有很好的重现性。这些数据与先前对单晶的初步实验研究中发现的数据类似,但对我们的样品测定的较低的剩余电阻率和较尖锐的反铁磁转变证实了它们的较高质量。
2018-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the electron disproportionation in the metallic sodium cobaltates
最近,在实验上发现,在具有$x>0.6$的Na $_x$ CoO $_2$化合物中,在CoO $_2$平面中具有电荷和磁密度基本上不均匀分布的不寻常的金属状态。我们研究了这种电子的起源在层状钴酸钠通过计算离子的状态作为一个功能的电子关联强度的$d$(Co)壳层内的GGA+U近似与一个现实的晶体结构的系统。结果发现,自旋和电荷密度的不均匀性是由钠离子的有序性和增强的相关性引起的。在相关参数的实际值下,发现钴晶格中存在两个相互竞争的重要磁性态:低自旋六边形(LS)和高自旋Kagomé晶格(HS-KSL)。在异质金属HS-KSL相中,磁性Co离子形成kagomé结构。在LS相中,kagomé图案被分解成六边形,并且Co离子具有它们的自旋的最小值。这些状态的共存可以解释在钴酸盐的先前研究中实验揭示的特殊kagomé结构的双折射的出现。
2016-07-07 cond-mat.str-el
^{59}Co NMR evidence for charge ordering below T_{CO}\sim 51 K in Na_{0.5}CoO_2
钠钴酸盐中的CoO $_{2}$层Na $_{x}$ CoO $_{2}$可以被视为掺杂有电荷载流子的自旋$S=1/2$三角晶格。钴酸盐的基本物理性质与高$T_{c}$铜酸盐非常相似。我们将提出明确的$^{59}$钴NMR证据,低于$T_{CO}\sim51 K$,绝缘的巡回反铁磁体钠$_{0.5}$ CoO $_{2}$($T_{N}\sim 86 K$)的基态是由电荷有序诱导。
2008-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Controlling structural distortion in the geometrically frustrated layered cobaltate YBaCo4O7+δ by Fe substitution and its role on magnetic correlations
用中子衍射、穆斯堡尔谱和交流磁化率研究了Fe替代对几何阻挫反铁磁体YBaCo_(4-x)Fe_xO_(7 +δ)(x = 0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8)的晶体结构和磁关联的影响。化合物YBaCo_(4-x)Fex O_(7 +δ)具有特殊的层状晶体结构,沿c轴具有交替的Kagomé层(6c位)和三角层(2a位)。发现Fe 3+离子在Co离子的晶体学2a和6c位置都被取代。穆斯堡尔谱结果表明,Fe ~(3+)离子处于四面体配位的高自旋态。已经观察到Fe取代减少了Kagomé晶格的畸变。短程反铁磁有序的关联长度随着Fe的替代而减小。磁性转变的尖锐度也随着Fe的替代而降低。
2015-02-12 cond-mat.str-el
Polymorphism and Magnetism in a Kitaev Honeycomb Cobaltate KCoAsO$_4$
本文报道了新型Kitaev蜂窝状钴酸盐KCoAsO$_4$的两种多晶型形式,发现其因局部结构差异表现出截然不同的磁有序温度与相图,揭示了结构变化对该类材料磁性的关键作用。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural and magnetic properties of the new cobaltate series (BaSr)4-xLa2xCo4O15
报道了一类新的钴酸盐化合物(BaSr)4-xLa 2xCo 4 O 15(x = 0,0.5和1)的结构和磁性。这些化合物以六方结构结晶,其中钴离子分布在具有不同氧配位的两个不同晶体学位点之间。三个Co-O四面体和一个八面体通过共享氧原子连接形成Co 4 O 15簇,这些簇被堆积在一起形成蜂窝状网络。Sr和/或Ba原子被La部分取代允许调节Co价态混合的程度,但所有组合物仍然受到电荷随机分布的影响。磁化率与中子散射测量表明,所有研究的标本的特点是竞争铁磁和反铁磁交换相互作用,产生一个三维海森堡自旋玻璃态。中子能谱显示出一个明显的趋势,自旋动力学减慢后,增加La浓度,表明在掺杂样品中的电荷随机性减少。
2012-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab-initio studying of spin states of sodium cobaltate Na$_{2/3}$CoO$_2$
Na ${}_x$ CoO ${}_2$由于具有很高的热电势和复杂的相图,其令人困惑的性质成为近来众多理论和实验研究的一个问题。实验表明Na ${}_{2/3}$ CoO ${}_2$具有类似kagome的钴亚晶格,这意味着这种强关联系统的额外复杂性。本文采用从头计算GGA+U模型方法,利用实验建立的精确晶胞,研究了Na ${}_{2/3}$ CoO ${}_2$的自旋态.已获得出版物中拟定浓度$x=2/3$的钠印迹的稳定性。AFM-A型磁有序被认为是一种基态。此外,低自旋态(LS)和中自旋态(IS)之间的竞争已经建立依赖于现场Hubbard $U$校正参数。LS态已被确定为Na ${}_{2/3}$ CoO ${}_2$的基态。
2012-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From Hubbard bands to spin-polaron excitations in the doped Mott material Na$_x$CoO$_2$
我们研究了强关联钴酸钠的激发光谱在一个现实的多体描述超越动力学平均场论(DMFT)。在$x$ =0.3附近的较低掺杂,而接近莫特临界半填充,Na $_x$ CoO $_2$的单粒子光谱函数显示在DMFT内捕获的上哈伯德带。在较高的掺杂量下,超过DMFT的动量依赖的自能效应成为主导。当掺杂浓度为$x\sim 0.67$时,非相干激发转变为有限能自旋极化子激发,这与光学实验结果非常吻合。这些激发是准粒子和顺磁子之间在接近面内铁磁有序的束缚态的形成的直接后果。
2014-08-09 cond-mat.str-el
Essential Role of the Cooperative Lattice Distortion in the Charge, Orbital and Spin Ordering in doped Manganites
研究了半掺杂锰氧化物中晶格畸变在电荷、轨道和自旋有序中的作用。对于固定的磁有序,我们表明,合作晶格畸变稳定实验观察到的顺序,即使考虑到强现场电子相关。此外,在不引起磁相互作用的情况下,单独的协同晶格畸变可以导致正确的电荷和轨道排序,包括电荷堆积效应,并且磁排序可以是这种电荷和轨道排序的结果。我们建议,晶格畸变的合作性质是必不可少的理解复杂的电荷,轨道和自旋有序掺杂锰氧化物中观察到的。
2002-04-04 cond-mat.str-el
Strain selection of charge and orbital ordering patterns in half-doped manganites
理论和计算结果阐明了长程应变相互作用在确定巨磁电阻锰氧化物中的电荷和轨道有序中的作用。应变能的贡献被发现是为了20-30毫电子伏/锰,特别是稳定的异常的“之字形链”秩序中观察到的许多半掺杂锰氧化物。
2003-05-19 cond-mat.str-el
Interplay of the CE-type charge ordering and the A-type spin ordering in a half-doped bilayer manganite La{1}Sr{2}Mn{2}O{7}
我们证明,半掺杂双层锰氧化物La_{1} Sr_{2} Mn_{2} O_{7}表现出CE型的电荷有序和自旋有序状态低于$T_{N, CO}^A = 210$ K和低于$T_{N}^{CE} \sim 145$ K,分别。然而,CE型有序的体积分数相对较小,并且系统由A型自旋有序主导。这两种类型的有序的共存是必不可少的理解其传输特性,我们认为,它可以被看作是一个有效的相分离之间的金属$d(x^{2}-y^{2})$轨道有序和电荷本地化的$d(3x^{2}-r^{2})/d(3y^{2}-r^{2})$轨道有序。
1998-11-19 cond-mat.str-el
Absence of dipolar ordering in Co doped CuO
采用流动氧气固相法制备了Co掺杂的CuO多晶样品,并对其结构和多铁性进行了研究。结构研究证实了所有样品的单相单斜晶体结构,然而,在Co掺杂的样品中,随着单斜畸变的增加,发现体积减小。对于原始样品,温度相关的磁化强度证实了在213 K和230 K处的两个反铁磁(AFM)转变和频率无关的介电峰,这些AFM转变表明铁电性质。Co掺杂样品的磁化强度显示出高温AFM转变的有序温度的边际增加和低温AFM有序温度的降低。此外,掺杂样品显示出巨大的介电常数,没有铁电性的特征。X射线光电光谱研究揭示了多个价态的Co和Cu的掺杂样品,同时解释了巨大的介电常数和铁电秩序的抑制。
2016-08-16 cond-mat.str-el
Magnetic correlations in La2-xSrxCoO4 studied by neutron scattering : possible evidence for stripe phases
用中子散射研究了LSCO中的自旋关联。相称的反铁磁秩序的母体化合物持续在一个非常短的范围内的Sr含量x=0.3,而少量的Sr抑制相称的反铁磁性铜酸盐和镍酸盐。对于x>0.3,我们发现与调制紧密跟随掺杂量的无公度自旋有序。这些无公度相强烈类似于铜酸盐和镍酸盐中观察到的条纹相,但无公度磁有序只出现在较大的Sr含量的钴酸盐由于减少的电荷迁移率。
2008-08-01 cond-mat.str-el
Magentic Ordering under Hydrostatic Pressure in Doped Spin Gap Systems ACu$_{1-x}$Mg$_x$Cl$_3$: A$=$Tl and K
用磁化强度测量方法研究了自旋能隙系统TlCu $_{0.988}$ Mg $_{0.012}$ Cl $_3$和KCu $_{0.973}$ Mg $_{0.027}$ Cl $_3$在流体静压下的磁相变.本掺杂系统表现出杂质诱导的磁有序。随着压力的增加,有序化温度$T_{\rm N}$增加。随着压力的进一步增加,由于完整的二聚体中的三重态能隙的闭合,本系统经历向均匀的反铁磁相的相变。对于TlCu $_{0.988}$ Mg $_{0.012}$ Cl $_3$,在$P \simeq 1.3$ kbar下发生从杂质诱导的有序相到均匀反铁磁相的交叉。
2006-07-19 cond-mat.str-el
Correlation effects on the doped triangular lattice in view of the physics of sodium-rich Na$_x$CoO$_2$
利用旋转不变的从玻色子方法研究了三角晶格上的特殊关联效应。因此,非局部相关性包括在一个短范围的制度。它们对单带哈伯德模型的影响在半填充时进行了研究,即,关于莫特转变和掺杂。利用Na $_x$ CoO $_2$的实际能带结构,我们还可以阐明$x$ $\ge$ 1/3的钴酸盐物理,以及有限Hubbard $U$从反铁磁倾向向铁磁性开始的面内转变。
2009-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ordering in a doped frustrated spin-Peierls system
基于准一维自旋-Peierls系统模型,利用随机级数展开量子Monte Carlo方法研究了随机分布S=1/2自旋通过长程成对相互作用的有效二维哈密顿量.磁化率显示居里样的行为,在最低温度达到虽然交错磁化被发现是有限的$T\to 0$。相应的三维尼尔温度的掺杂依赖性也被计算。
2004-08-16 cond-mat.str-el
Magnetic ordering with reduced cerium moments in hole-doped CeOs2Al10
用μ子自旋弛豫和中子衍射测量研究了轻空穴掺杂CeOs_(1.94)Re_(0.06)Al_(10)系统.在低于T_N = 21 K时,发现Ce亚晶格存在长程反铁磁有序,其磁矩值显著降低,为0.18(1)μ_B。与未掺杂的母体化合物类似,CeOs_(1.94)Re_(0.06)Al_(10)的磁性基态保持了有序矩沿c轴的反常方向。结果表明,电子掺杂和空穴掺杂对CeOs 2Al 10磁有序性的影响有着本质的区别。前者抑制了各向异性的c-f杂化,促进了局域化的Ce矩。相反,后者增加了杂化,并使系统向离域非磁性状态移动。
2013-11-12 cond-mat.str-el
Disorder-induced orbital ordering in doped manganites
我们研究了在一个二维、双带的双交换模型中,$e_g$电子与Jahn-Teller畸变耦合时,淬火无序对轨道和磁自由度有序性的影响。使用实空间蒙特卡罗方法,我们发现,无序可以诱导近30%的空穴掺杂的轨道自由度的短程有序。这种短程有序的最显著的结果是低温电阻率的大幅增加。实空间方法允许分析电荷、轨道和磁自由度的空间模式,以及它们之间的相关性。在短程轨道有序状态下,磁性在纳米尺度上是不均匀的。
2008-01-29 cond-mat.str-el
Orbital Ordering Induced Antiferromagnetic Spin Fluctuations in the Ferromagnetic State of 50 % Hole-doped Manganites: Pr{1/2}Sr{1/2}MnO3 and Nd{1/2}Sr{1/2}MnO3
报道了空穴掺杂50%的锰氧化物Pr{1/2}Sr{1/2} MnO 3和Nd{1/2}Sr{1/2} MnO 3的自旋动力学的非弹性中子散射结果。在顺磁相,这些系统表现出脊型漫散射,表明二维铁磁(FM)的相关性。随着温度的降低,系统进入FM状态,但同时它们发展出A型反铁磁自旋涨落。FM态的自旋波色散是强各向异性的。这些行为可以一致地解释从潜在的轨道排序的观点。
1998-08-26 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
Hour-glass magnetic spectrum in a stripe-less insulating transition metal oxide
沙漏形磁激发谱是高温超导铜氧化物的普遍特征。波动的电荷条纹或替代的能带结构方法能够解释这些光谱的起源。最近,在绝缘钴酸盐中观察到沙漏光谱,因此,有利于电荷条纹的情况。在这里,我们表明,无论是电荷条纹也没有能带结构的影响是负责沙漏分散在钴酸盐内的棋盘电荷有序制度的La 2-xSrxCoO 4。搜索的电荷条纹有序反射产生没有证据的电荷条纹在La1.6Sr0.4CoO4,这是支持我们的声子研究。沙漏形的激发光谱在这种条纹绝缘钴酸盐的观察,我们提供的实验证据表明,沙漏光谱既不一定连接到电荷条纹,也不能带结构的影响,但相反,可能密切耦合到挫折,并产生手性或非共线磁相关。
2014-05-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic ordering in doped coupled frustrated quantum spin-1/2 chains with 4-spin exchange
近年来,人们利用数值方法研究了掺杂阻挫量子自旋链中各种链间磁耦合的作用。在带隙自旋链中引入非磁性掺杂剂,释放出自旋为1/2的自由孤子。从孤子约束的角度分析了局域磁矩的形成。一个四自旋耦合,这可能源于循环交换示出产生这样的限制。不同链上的掺杂剂经历有效的空间扩展的非挫败成对自旋相互作用。这种有效的杂质自旋之间的相互作用是长程的,因此预计将发挥关键作用的机制中观察到的反铁磁(AF)长程有序(LRO)的自旋Peierls(SP)的化合物,如CuGeO $_3$掺杂非磁性杂质。
2004-06-09 cond-mat.str-el
Suppression of ferromagnetic ordering in doped manganites: Effects of the superexchange interaction
通过对掺杂锰氧化物的铁磁近藤晶格模型(包括反铁磁超交换相互作用($J_{AF}$))的Monte Carlo研究,我们发现随着$J_{AF}$的增加,铁磁有序性受到抑制.的铁磁转变温度$T_c$,从平均场拟合计算的磁化率,被发现单调减少与增加$J_{AF}$。此外,$T_c$中的抑制与由源自$J_{AF}$的反铁磁阻挫引起的带宽变窄成比例。从这些结果中,我们提出,在超交换的Mn离子的$t_{2g}$电子之间的相互作用强度的变化是负责的抑制在锰氧化物中观察到的类型(La $_{0.7-y}$ Pr $_{y}$)Ca $_{0.3}$ MnO $T_c$的机制之一。
1999-10-11 cond-mat.str-el
Charge Ordering and Ferroelectricity in Half-doped Manganites
通过半掺杂锰氧化物,如赝立方Pr0.5Ca0.5MnO3和双层PrCa 2 Mn 2 O 7的密度泛函模拟,我们讨论了铁电性的发生,我们探索其关键关系的晶体结构和特殊的电荷/自旋/轨道有序效应。在赝立方Pr0.5Ca0.5MnO3中,铁电性在齐纳极化子型结构中被诱导,其中Mn离子被二聚化。而在双层PrCa_2Mn_2O_7中,与Mn ~(3+)或Mn ~(4+)离子键合的顶端氧的位移对铁电性的提高起着关键作用。重要的是,由于顶端氧的局部偶极子也密切相关的电荷和轨道有序模式在MnO 2平面,这反过来又有助于极化。最后,我们工作的一个重要成果是提出玻恩有效电荷作为量化电荷歧化效应的有效手段,具体涉及锰离子周围电子云的各向异性和尺寸。
2012-03-15 cond-mat.str-el
Orbital Ordering, New Phases, and Stripe Formation in Doped Layered Nickelates
基于轨道简并的哈伯德模型和晶格畸变,利用数值方法研究了层状镍酸盐的基态性质。由自旋S=1的离子组成的Néel态在未掺杂的极限x=0中得到证实。当x=1/2时,通过增加Hund耦合,发现了新的反铁磁态,称为CE-和E-型相。(3 x^2 - r^2 / 3 y^2 - r^2)型轨道有序被预测发生在棋盘型电荷有序态中。在x=1/3时,库仑和声子相互作用都很重要,因为前者稳定了自旋条纹,而后者导致条纹电荷序。
2004-01-29 cond-mat.str-el
Na ordering imprints a metallic kagome lattice onto the Co planes of Na2/3CoO2
我们报告$^{23}$ Na和$^{59}$ Co的核磁共振(NMR)和四极共振(NQR)研究的$x=2/3$相的层状氧化物Na $_{x}$ CoO $_{2}$,这使我们能够可靠地建立Na层的原子顺序和它们之间的堆叠的CoO $_{2}$板坯。我们的证据表明,钠$^{+}$秩序稳定填充非磁性钴$^{3+}$离子上的25%的钴网站安排在一个三角形的子晶格。转移的空穴在75%互补的钴位点上离域,这出乎意料地显示出平面钴kagomé结构。这些实验结果解决了一个令人困惑的问题,排除了本地化的时刻图片的磁性。他们建立了准铁磁性质是由连接原子轨道的受抑排列的窄带引起的,并通过类似的研究打开了解开钴酸钠不同有序相的电子性质的途径。
2009-02-06 cond-mat.str-el
Charge ordering in half-doped Pr(Nd)$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_3$ under magnetic field
在固定的磁场H下,Pr(Nd)$_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_3$薄膜的实验结果表明,随着{ \it温度} T的变化,薄膜中出现了(多个)重入电荷有序(CO)跃迁,这与相应的体材料的实验结果相反.为了解释实验结果,提出了一个包括双交换机制,位间库仑相互作用和电子-声子耦合的模型,对于该模型,由于带型相干极化子跳跃的温度依赖性,自然地获得了重入CO。对CO在(H,T)平面上的各种结果进行了广泛的讨论。该理论被认为是有效的薄膜和散装材料。
2002-01-05 cond-mat.str-el
Charge ordering and non-local correlations in the doped extended Hubbard model
我们利用团簇动力学平均场论研究了二维正方形晶格上远离半填充的扩展哈伯德模型,团簇大小为$8$。我们表明,该模型具有金属,可压缩的电荷有序,绝缘电荷有序相。我们确定的位置的电荷有序相变线在有限的温度和作为掺杂,温度,局部相互作用,和最近邻相互作用的函数的相位的属性。对电荷有序跃迁的能量学分析表明,电荷有序跃迁主要导致局域势能和非局域势能的重排。我们展示了从各向同性金属到电荷有序金属到具有大间隙的电荷有序绝缘体的谱函数的掺杂演化,并研究了近似的有限尺寸效应。
2018-01-10 cond-mat.str-el
Orbital structure and magnetic ordering in stoichiometric and doped crednerite CuMnO2
采用GGA+U近似下的从头算能带结构计算方法,研究了层状体系CuMnO 2(矿物钙钛矿)和非化学计量体系Cu1.04Mn0.96O2(由于Mn ~(3+)离子的轨道有序性而使三角层结构发生畸变)中的交换作用和磁结构.对Mn平面内和Mn平面间的海森堡模型的交换相互作用参数进行了估算。我们解释所观察到的面内磁结构的主导机制相邻的锰离子之间的直接d-d交换。通过O离子与90度Mn-O-Mn键的超交换对面内交换起的作用较小。层间耦合主要由Mn 3+的半填充3z^2-r^2轨道之间的一个交换路径控制。计算结果还解释了层间耦合从纯CuMnO_2中的反铁磁性到掺杂材料中的铁磁性的变化。
2014-01-19 cond-mat.str-el
Non-Fermi surface nesting driven commensurate magnetic ordering in Fe-doped Sr$_2$RuO$_4$
Sr $_2$ RuO $_4$是一种非常规超导体,具有由费米面嵌套驱动的无公度自旋密度波不稳定性。在这里,我们报告一个静态的自旋密度波有序与相称的传播矢量$q_c$ =(0.25 0.25 0)在Fe掺杂的Sr $_2$ RuO $_4$,尽管磁波动持续在无公度波矢量$q_{ic}$ =(0.3 0.3 L)在母体化合物。后一个特征被第一性原理计算所证实,这表明Fe替代几乎不改变费米面的嵌套矢量。这些结果表明,除了已知的不相称的磁不稳定性,Sr $_2$ RuO $_4$也是在接近一个相称的磁性倾向,可以通过Fe掺杂稳定。
2018-01-31 cond-mat.str-el
Sodium vacancy ordering and the co-existence of localized spins and itinerant charges in NaxCoO2
钴酸钠家族(NaxCoO 2)在过渡金属氧化物中是独特的,因为Co位于三角形晶格上,并且其价态可以通过改变Na浓度x在宽范围内进行调节。到目前为止,对丰富的现象学(从非常规的超导性到增强的热电性)的详细建模一直受到控制纯相的困难的阻碍。我们发现,某些钠浓度是特别稳定的,并与超晶格有序的钠簇。这自然会导致局部自旋和巡回载流子共存的图片。当x = 0.84时,我们发现费米能非常小,为87 K.我们的图片为从核磁共振到光学到热传输的各种测量带来了一致性。我们的研究结果也使我们朝着模拟x = 0.71时神秘的“居里-魏斯”金属态迈出了第一步。我们认为局域矩可能形成一个量子自旋液体态,并对我们的假设进行了实验检验。
2007-09-02 cond-mat.str-el
Bridging charge-orbital ordering and Fermi surface instabilities in half-doped single-layered manganite La_0.5Sr_1.5MnO_4
密度波是材料相图所固有的,这些材料表现出不寻常的,有时是非常有用的特性,如超导性和巨磁阻。虽然纯电荷密度波(CDW)是很好地描述了一个巡回的方法,其中电子被视为通过晶体传播的波,电荷轨道有序(COO)通常是由一个本地的方法解释,其中电子被视为本地化的原子网站。在这里,我们表明,在半掺杂锰氧化物La0.5Sr1.5MnO4(LSMO)的电子磁化率,从角分辨光电子能谱(ARPES)计算,表现出突出的嵌套驱动峰在四分之一的布里渊区对角线,即等于倒易晶格矢量的电荷轨道图案。我们的研究结果表明,费米表面的几何形状决定了系统的倾向,形成一个COO状态,这反过来又意味着巡回的方法也适用于COO。
2008-10-20 cond-mat.str-el
Charge Ordering in Half-Doped Manganites: Weak Charge Disproportion and Leading Mechanisms
通过对半掺杂锰氧化物的LDA $+U$电子结构的Wannier态分析,解决了半掺杂锰氧化物中电荷轨道序的Mn $^{3+}$ /Mn $^{4+}$图与最近观测到的弱电荷不均衡之间的矛盾.在这个电荷转移系统中的强电子巡回显着离域的低能量“Mn $^{3+}$“Wannier状态,使电荷泄漏到“Mn $^{4+}$“网站。此外,通过我们的第一性原理推导的低能有效哈密顿量的电荷顺序的主导机制进行了量化。电子-电子相互作用被发现发挥的作用一样重要的电子-晶格相互作用。\ignore {提出了强关联电荷转移系统中掺杂空穴的一般图象,并应用于半掺杂锰氧化物中电荷有序的研究,使用LDA $+U$电子结构的新Wannier态分析。当掺杂空穴主要存在于氧原子中时,它们在低能尺度上形成了额外的有效$e_g$轨道,从而形成了有效的Mn $^{3+}$ /Mn $^{4+}$价态图,使得电荷不成比例,解决了最近实验观察到的电荷分布与传统模型之间的严重矛盾.此外,通过对低能有效哈密顿量的第一性原理推导,对所观察到的电荷有序的主导机制进行了量化
2010-01-07 cond-mat.str-el
Doped orbitally-ordered systems: another case of phase separation
分析了轨道有序体系中电子相分离的可能机制。我们提出了一个简单的模型,考虑到由掺杂引入的载流子的离域和局部晶格畸变的合作有序之间的相互作用。所提出的机制是非常相似的双交换通常调用的解释相分离掺杂的磁性氧化物,如锰氧化物,但可以是有效的,即使在没有任何磁有序。结果表明,离域的载流子有利于形成与未掺杂的材料中的轨道结构不同的纳米不均匀性。轨道的方向性特征导致不同形状和大小的不均匀性。
2008-05-30 cond-mat.str-el
Neutron Scattering Study of Magnetic Ordering and Excitations in the Doped Spin Gap System Tl(Cu$_{1-x}$Mg$_x$)Cl$_3$
用中子弹性散射和非弹性散射方法研究了掺杂自旋能隙体系Tl(Cu $_{1-x}$ Mg $_x$)Cl $_3$ + $x=0.03$的自旋结构和杂质诱导反铁磁有序相的磁激发.在低于$T_{\rm N}=3.45$ K的整数$h$和奇数$l$下,在${\pmb Q}=(h, 0, l)$处观察到指示有序的磁布拉格反射。发现含$x=0.03$的Tl(Cu $_{1-x}$ Mg $_x$)Cl $_3$中杂质诱导反铁磁有序相的平均自旋结构与母体化合物TlCuCl $_3$中${\pmb H} \parallel b$的场诱导磁有序相的自旋结构相同。在$a^*$ - $c^*$平面上清晰地观察到三重态磁激发,并确定了三重态激发沿四个不同方向的色散关系。在具有整数$h$和奇数$l$的${\pmb Q}=(h, 0, l)$处观察到对应于自旋带隙的最低三重激发,如在TlCuCl $_3$中观察到的。还发现在低于$T_{\rm N}$时,随着温度的降低,自旋能隙急剧增加。这强烈地表明在Tl(Cu $_{1-x}$ Mg $_x$)Cl $_3$和$x=0.03$中杂质诱导的反铁磁有序与自旋能隙态共存。
2003-04-12 cond-mat.str-el
Competing orders, competing anisotropies, and multicriticality: The case of Co-doped YbRh2Si2
出于不寻常的演变的磁相在化学计量和Co掺杂的YbRh2Si2,我们研究海森堡模型与竞争的铁磁和反铁磁有序结合竞争的各向异性交换相互作用和g因子。利用大规模的经典蒙特卡罗模拟,我们分析所需的成分,以获得实验观察到的Yb(Rh0.73Co0.27)2Si2的铁磁有序附近的均匀磁化率的特征交叉点。该模型具有多临界点,我们推测是相关的清洁以及掺杂YbRh2Si2的行为。我们还联系YbNi4P2的实验数据,在那里观察到类似的磁化率交叉。
2013-12-16 cond-mat.str-el
Magnetic, orbital and charge ordering in the electron-doped manganites
采用双交换模型,考虑了$e_g$轨道的简并,包括轨道内、轨道间关联和近邻库仑排斥,详细研究了空穴掺杂$x > 0.5$范围内的三维钙钛矿锰氧化物.我们表明,这样的模型捕捉到所观察到的相图和轨道排序在中间到大带宽制度。有人认为,Jahn-Teller效应,被认为是至关重要的区域$x<0.5$,不发挥重大作用,在该地区,特别是对于系统具有中等到大的带宽。跨越简并$e_g$轨道的各向异性跳跃对于理解这一区域的基态相位至关重要,这是Brink和Khomskii先前强调的观察结果。基于有限Hund耦合的实际极限的计算,我们表明,相互作用的加入使C相稳定,反铁磁金属A相向$x=0.5$移动,而铁磁相收缩,这与最近的观测结果一致.电荷有序接近$x=0.5$和带宽的减少的效果也概述。讨论了无序效应和竞争态非均匀混合的可能性。
2003-01-06 cond-mat.str-el
Isospin model for suppression of charge order in hole- doped NaV_2O_5
层状钙钛矿化合物NaV_2O_5表现出电荷有序(CO)和自旋能隙的形成,这是由位间库仑力和交换二聚作用驱动的。实验上发现,CO过渡被掺杂迅速减少。NaV_2O_5中的电荷有序具有准一维特征,这是由于格架晶格中的梯间阻挫效应造成的.基于空穴掺杂NaV_2O_5梯形结构的扩展赝自旋(T=1)方法,我们建立了一个类Ising模型,定性地解释了CO相的破坏与空穴掺杂δ的关系,并说明了CO参数如何依赖于δ和库仑能与跳跃能之比。
2002-12-02 cond-mat.str-el
Theory of Low-Temperature Hall Effect in Electron-Doped Cuprates
本文用平均场法计算了电子掺杂铜氧化物如$Pr_{2-x}Ce_xCuO_{4+δ}$的霍尔电导的$T\to 0$极限。的数据被发现是定性一致的重建费米面预期密度波排序。密度波隙的大小被发现是大的。霍尔电阻在密度波有序的量子临界点处表现出非解析性,但发现异常的幅度小得不可观测。确定了对$R_H(B)$的量子临界贡献。计算和数据之间的定量差异仍然存在,表明实验掺杂与$Ce$浓度$x$不相同。
2005-07-13 cond-mat.str-el
Noncoplanar spin canting in lightly-doped ferromagnetic Kondo lattice model on a triangular lattice
在铁磁Kondo晶格模型中,研究了与可动载流子的耦合对120 $^\circ$反铁磁态的影响。使用变分计算的各种自旋排序到一个四个网站的单位晶胞,我们确定的基态相图,重点放在轻掺杂区。我们发现,从带底的电子掺杂立即不稳定的120 $^\circ$共面反铁磁秩序,并诱导一个非共面的三个子晶格有序伴随着一个干预相分离。该非共面相具有伞型自旋构型,具有净磁矩和有限的自旋标量手征。这种自旋倾斜态是在反铁磁超交换相互作用和铁磁双交换相互作用的竞争中产生的。相反,从能带顶部的空穴掺杂保持120 $^\circ$有序状态直到有限的掺杂浓度,并且不导致noncolpanar有序。
2011-02-24 cond-mat.str-el
Spin and charge ordering in self-doped Mott insulators
本文采用Hartree-Fock方法,在d-p型晶格模型上研究了具有小或负电荷转移能的三维过渡金属氧化物(可视为自掺杂莫特绝缘体)中可能存在的自旋和电荷有序态。结果发现,在氧2 p轨道中具有电荷有序的反铁磁态有利于相对大的电荷转移能量,并且可能与PrNiO $_3$和NdNiO $_3$相关。另一方面,在过渡金属3 $d$轨道中具有电荷有序的反铁磁状态对于高负电荷转移能量趋于稳定,并且可以通过呼吸型晶格畸变来稳定;这可能在YNiO $_3$中实现。
1999-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ordering and structural distortion in Ru doped BaFe2As2 single crystals studied by Neutron and X-ray diffraction
本文系统地研究了Ba(Fe{1-x}Ru{x})2As 2系列化合物(0 <= x <= 0.246)的反铁磁有序和结构畸变.中子和X射线衍射测量表明,与电子掺杂的化合物不同,结构和磁性转变在温度上保持一致。随着Ru浓度的增加,磁性和结构转变逐渐受到抑制,并与超导性共存。对于超导的样品,我们发现超导电性,反铁磁有序和结构畸变之间的竞争很强。
2010-11-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dimensional cross-over and charge order in half-doped Manganites and Cobaltites
本文介绍了一个一般模型,用于理解半掺杂锰氧化物和钴氧化物中淬火无序对不同晶体结构的电荷有序性的影响。根据模型的全局相图(图2)讨论了当前的实验结果(表1)。
2003-03-12 cond-mat.str-el
Effect of charge ordering on the electrical properties and magnetoresistance of manganites
采用Monte Carlo铁磁伊辛模型研究了锰氧化物在掺杂(x = 0.5)时由于电荷有序相而引起的电学性质。半掺杂锰氧化物具有绝缘体反铁磁基态。我们计算了内能,比热,电阻率和磁阻,MR,与平行和反平行施加磁场。我们的模拟表明,电阻率指数下降,电流增加,随着温度的增加,根据自由电荷的增加,从绝缘体到导体相的传输。在平行磁场作用下,磁电阻值为负值,而在不平行磁场作用下,磁电阻值为正值。半掺杂锰氧化物的半导体-金属转变行为表明其是很好的半导体二极管结。
2018-03-06 cond-mat.str-el
Spin Dynamics of Half-Doped La3/2Sr1/2NiO4
我们报告极化和非极化中子非弹性散射测量的磁激发光谱的自旋电荷有序相的La 3/2Sr 1/2NiO 4。高达30毫电子伏的能量,我们观察到广泛的磁模式特性的一个近棋盘秩序。一个线性自旋波模型的一个理想的棋盘秩序与一个单一的反铁磁交换相互作用J' = 5.8 +/- 0.5 meV之间的次近邻自旋Ni 2+网站,连同一个小的XY样单离子各向异性,提供了一个合理的描述所测量的色散。高于30 meV的激发是不完全符合线性自旋波模型,与模式附近的二维倒易空间波矢量(0.5,0.5)具有极大的强度。此外,观察到两个额外的色散模式没有预测的自旋波理论,这两个可能是磁性的。一个在50-56 meV的能量范围内远离(0.5,0.5)分散,另一个在31-39 meV的能量范围内出现在(h,k)型位置(h,k =整数)附近。我们提出了一个模型,在该模型中,这些异常的功能解释的存在dispersionations在棋盘顺序。在低能量下,有额外的漫散射集中在磁有序波矢量。我们将这种漫散射与附着在掺杂空穴上的自旋之间的动态反铁磁相关性联系起来。
2004-10-25 cond-mat.str-el
Orbital Bi-Stripes in High Doped Bilayer Manganites
本文报道了La_(2 - 2)Sr_(1 + 2)Mn_2 O_7(x= 0.55,0.575和0.60)的高分辨高能共振X射线衍射结果。这些化合物在(h+-δ,k+-δ,l)和(h+-2,k +-2,l)波矢处显示出超晶格反射,分别由伴随Jahn-Teller畸变的轨道有序和电荷有序引起。我们观察到一个相变之间的x=0.55和x=0.575的掺杂水平。x=0.55的样品显示出与先前报道的x=0.5的样品相似的结构特征。与此相比,x=0.55和x=0.6的样品中的长程序在波矢和相关性上有明显的变化。我们把这归因于一个新的轨道双条纹相,伴随着弱,沮丧,收费秩序。所观察到的轨道阶反射的方位角依赖性支持为这个新的阶段提出的模型。
2004-12-16 cond-mat.str-el
Neutron scattering studies on stripe phases in non-cuprate materials
几种非铜酸盐层状过渡金属氧化物显示出明显的电荷和磁矩条纹有序的证据。因此,条纹顺序应被认为是掺杂莫特绝缘体的典型结果,但仅在铜氧化物条纹顺序或波动条纹与金属性质共存。电荷浓度与无公度结构调制和磁调制之间的线性关系可以被认为是具有局部自由度的条纹有序的指纹。在镍酸盐和钴酸盐与K2NiF4结构,掺杂抑制最近邻反铁磁性和诱导条纹秩序。在这些非铜酸盐系列中诱导条纹相所需的更高的掺杂量可以归因于降低的电荷迁移率。此外,锰氧化物表现出明显的证据条纹相进一步增强的复杂性,因为轨道自由度的参与。在锰氧化物中,轨道有序是条纹有序的关键因素,因为它与最强的结构畸变以及掺杂与不可磁化性之间的完美满足的关系相关联。绝缘条纹相的磁激发表现出很强的相似性与那些在铜酸盐,但只有足够短的磁相关长度反映明确的磁条,只有松散耦合。
2012-01-11 cond-mat.str-el