Mott insulating state in a quarter-filled two-orbital Hubbard chain with different bandwidths
研究了一维两带哈伯德模型在不同带宽下的基态性质。应用密度矩阵重整化群方法计算了平均电子占据数$n$与化学势$μ$的关系。在四分之一和二分之一填充时，“电荷平台”出现在$n$图中，其中$dμ/dn$发散并且实现Mott绝缘状态。为了了解四分之一电荷平台中的轨道极化是如何发展的，我们应用了来自四分之一填充时强耦合极限的二阶微扰理论。所得的Kugel-Khomskii自旋轨道模型包括耦合到轨道伪自旋的$magnetic$场。这个场起源于两个带宽之间的差异，并导致有限的轨道赝自旋磁化。
2008-10-14 cond-mat.str-el
Multiple insulating phases due to the interplay of strong correlations and lattice geometry in a single-orbital Hubbard model
我们报道了十个在单轨道哈伯德模型中的强关联作用下产生的基态，包括狄拉克金属、平带铁磁体、实空间Mott绝缘体、二聚体和三聚体Mott绝缘体以及自旋$1$莫特绝缘体。富相图产生于晶胞内的结构。因此，这种状态在更简单的晶格上是不存在的。我们认为，这种绝缘相是普遍的装饰晶格。这些都存在于许多材料中，在配位聚合物中很常见，为探索这种物理学提供了一个平台。
2021-03-01 cond-mat.str-el
Comment on "Orbitally degenerate spin-1 model for insulating V2O3"
我们批评Mila等人提出的模型。85（2000）1714）中描述V2 O3中的V3+离子，指出这完全是人为的，因为作者的模型所需的关于简并（双重）轨道基态的条件在现实中不能实现。我们认为，V ~（3+）离子应按量子数S=1和L=3描述，并考虑轨道矩和原子内自旋-轨道耦合。PACS：71.70.E、75.10.D
2000-12-14 cond-mat.str-el
Orbitally-selective Breakdown of the Fermi Liquid and Simultaneous Enhancement of Metallic and Insulating States in Correlated Multi-band Systems with Spin-orbit Coupling
研究表明，自旋轨道耦合（SOC）对三轨道Hubbard模型中的轨道选择性Mott跃迁起着Janus-faced的作用，该模型在特定填充量的$2/3$（对双烯酸盐来说是最小的哈密顿量）下具有晶体场分裂.虽然SOC有利于金属状态，由于在较小的现场库仑排斥的轨道杂化的增强，它稳定的莫特绝缘状态归因于在较大的电子相互作用的轨道简并和带极化的增强提升。此外，轨道选择性非费米液体（OSnFL），其中费米液体的击穿和保留共存于不同的轨道，出现之间的轨道选择性莫特相和费米液体状态。这种新的状态可以用来解释在4种$d$材料中观察到的奇异金属行为，例如Ca $_{1.8}$ Sr $_{0.2}$ RuO $_4$，应变下的Ba $_2$ RuO $_4$和单轴压力下的Sr $_2$ RuO $_4$。我们建议，轨道选择性近藤击穿可能占OSnFL。
2021-07-01 cond-mat.str-el
Theoretical study of insulating mechanism in multi-orbital Hubbard models with a large spin-orbit coupling: Slater versus Mott scenario in Sr$_2$IrO$_4$
为了研究5-$d$过渡金属氧化物Sr $_2$ IrO $_4$的绝缘机制，我们研究了正方晶格上具有大自旋轨道耦合的三轨道哈伯德模型的基态性质.利用变分Monte Carlo方法，我们发现，随着库仑相互作用的增加，出现在每个位置一个空穴的基态相图中的绝缘态从弱关联到强关联的反铁磁（AF）态变化。这种交叉的特征在于AF绝缘状态的不同能量增益机制，即，从相互作用能驱动的Slater型绝缘体到带能驱动的Mott型绝缘体，其中库仑相互作用增加。我们的计算表明，Sr $_2$ IrO $_4$是一个“适度相关”AF绝缘体位于Slater型和Mott型绝缘体之间的中间耦合区。
2014-04-15 cond-mat.str-el
Insulating phases of electrons on a zigzag strip in the orbital magnetic field
我们考虑了在轨道磁场中，两条腿的三角形阶梯上的半满电子。在没有场的双带体系中，电子系统在弱相互作用下保持导电，因为没有四费米子Umklapp项。我们发现，在轨道场的存在下，有一个四费米子Umklapp和它总是相关的排斥相互作用。因此，在这个特殊的阶梯中，轨道磁场和相互作用的组合提供了一种机制，以驱动金属-绝缘体转变已经在弱耦合。我们讨论可能产生的相位C 0 S2和各种C 0 S1和C 0 S 0的属性。
2010-11-17 cond-mat.str-el
Evidence for short range orbital order in paramagnetic insulating (Al,V)_2O_3
用硬、软X射线吸收技术研究了（Al_（0.06）V_（0.94））_2O_3在顺磁绝缘（PI）和反铁磁有序绝缘（AFI）相中的局域结构。结果表明：（1）在局域尺度上，PI相和AFI相中的钒位的对称性是相同的;（2）用氧的1 s吸收边来衡量的钒的3d -氧的2 p杂化对于这两个相是相同的，但明显不同于纯V_2O_3的顺磁性金属相。这些研究结果可以理解的背景下，最近提出的模型，涉及的反铁磁有序状态的长程单斜畸变的轨道排序，如果轨道的短程顺序在PI阶段假设。测量的各向异性的X-射线吸收光谱进行了讨论，在自旋极化密度泛函计算。
2001-12-02 cond-mat.str-el
Existence of orbital polarons in ferromagnetic insulating La$_{1-x}$Sr$_x$MnO$_{3}$ (0.11$<x<$0.14) evidenced by giant phonon softening
用非弹性光散射法研究了（$_{1-y}$ Pr $_y$）$_{1-x}$ Sr $_{x}$ MnO $_3$（$0\leq x\leq0.14$，$y=0$和$x=1/8$，$0\leq y\leq0.5$）单晶的非弹性光散射.当冷却到居里温度以下时，仅观察到铁磁绝缘（FMI）样品（$0.11\leq x \leq 0.14$）的Mn-O呼吸模式的高达20 - 30 cm $^{-1}$的巨大软化。随着Pr掺杂量的增加，巨软化现象逐渐被抑制。这归因于呼吸模式与存在于FMI相中的轨道极化子的耦合。
2004-01-12 cond-mat.str-el
Orbital piezomagnetic polarizability of pure insulating altermagnets in two dimensions
Drexel University（德雷塞尔大学）
本文研究了二维纯绝缘反铁磁体在应变下的轨道压磁效应，揭示了极化率与伯尔 curvature的关系，并讨论了其与当前材料的联系。
2026-02-10 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
Quantum oscillations in the activated conductivity in excitonic insulators: possible application to monolayer WTe2
最近一篇关于单层WTe 2绝缘状态的论文报道了在1/B中周期性的电导率中观察到的大振荡，类似于金属中的量子振荡。这一非凡的观察激发了一些奇异物理学的想法，如自旋-电荷分离。我们表明，一个更传统的，但仍然是不平凡的解释，在间隙调制可能是一个模型的激子绝缘体受磁场。
2020-10-19 cond-mat.str-el
Orbital domain state and finite size scaling in ferromagnetic insulating manganites
对高质量铁磁（FM）La_（0.80）Ca_（20）MnO_3单晶的~（55）Mn和~（139）La NMR测量表明，在70 K以下形成了Mn（3+，4+）局域态，并伴随着某些FM中子Bragg峰的强烈异常增加。(55，139）（1/T1）自旋晶格弛豫率偏离接近这个温度从下面，信号在T（tr）约真正的相变。七万增加的局部磁各向异性的低温相，冷却速率的布拉格峰的依赖性，和观察到的有限尺寸标度的T（tr）与Ca（孔）掺杂，是暗示冻结成轨道域状态，前体的相变成一个不均匀的轨道有序的状态，体现空穴丰富的墙壁。
2002-10-21 cond-mat.str-el
Correlation-driven topological phase transition from in-plane magnetized quantum anomalous Hall to Mott insulating phase in monolayer transition metal trichlorides
基于密度泛函理论（DFT）计算，我们预测了OsCl $_3$ --一种层间耦合比石墨弱的层状材料--的单层膜具有量子反常霍尔（QAH）绝缘相，该绝缘相是由锇原子的蜂窝晶格、它们的强自旋轨道耦合（SOC）和具有{ \em in-plane}易轴的铁磁基态相结合而产生的.由SOC打开的带隙是\mbox{$E_g \simeq 67$ meV}（或\mbox{$\simeq 191$ meV}，如果易磁化轴可以通过外部电场倾斜出平面），并且这种{ \em各向异性平面旋转器}铁磁体的估计居里温度是$T_\mathrm{C} \lesssim 350$ K。的陈数$\mathcal{C}=-1$，所产生的歧管的Os $t_{2g}$带交叉的费米能，表示存在一个单一的手性边缘状态的纳米带的有限宽度，在这里，我们进一步表明，边缘状态是空间上窄锯齿形比扶手椅边缘和调查的边缘状态运输中存在的空位在Os网站。由于Os的$5d$电子表现出{ \em both}强的SOC和中等的相关效应，我们采用DFT+U计算来显示如何增加原位库仑排斥$U$：逐渐减少$E_g$，同时保持$0 < U < U_c$的$\mathcal{C} = -1$;导致金属相与$E_g = 0$在$U_c$ ;和打开间隙的拓扑平凡莫特绝缘相与$\mathcal{C}=0$为$U > U_c$。
2016-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unquenched $e_g^1$ orbital moment in the Mott insulating antiferromagnet KOsO4
应用基于密度泛函理论的关联电子结构方法，结合Hubbard $U$相互作用，研究了四元白钨矿结构的Mott绝缘体KOsO $_4$，其$e_g^1$组态受自旋轨道耦合（SOC）的影响很小.该方法再现所观察到的反铁磁莫特绝缘状态，填充的Os $d_{z^2}$多数轨道。四分之一填充的$e_g$歧管的特征在于由于四元结构的对称性破缺，并且Os离子显示出从$t_{2g}$络合物分裂$Δ_{cf}$ = 1.7 eV的晶体场，考虑到高形式氧化态Os $^{7+}$，该晶体场相对较小。在包括相关性之前的小磁晶各向异性（即，在金属状态下）在莫特绝缘状态下增加超过一个数量级，这是大SOC和强相关性之间强相互作用的结果。与$e_g$复合物不支持轨道磁性的传统观点相反，我们发现对于易轴[100]方向，基本的Os轨道矩$M_L\approx-0.2 μ_B$补偿了Os自旋矩的一半$M_S$ = 0.4 $μ_B$。轨道矩的起源是根据对称性的额外自旋轨道降低来分析和理解的，并且由于结构畸变，沿着[100]磁化。进一步的解释是由自旋密度和Wannier函数与SOC的分析。
2014-12-09 cond-mat.str-el
Orbital currents in insulating and doped antiferromagnets
我们描述方形晶格自旋液体打破时间反演对称性，同时保持平移对称性。这些状态通过它们在镜像对称下变换的方式来区分。所有的状态都有非零的标量自旋手征，这意味着在本体中（甚至在绝缘体中）出现自发的轨道电荷电流;但在某些情况下，轨道电流只有在每个晶胞有三个轨道的公式中才是非零的。使用玻色子和费米子自旋方法制定的国家。我们描述了具有$\mathbb{Z}_2$和U（1）体拓扑序的态和具有半离子激发的手征自旋液体。手性自旋液体在单带公式中没有轨道电流，但在三带公式中有轨道电流。我们讨论的铜酸盐超导体的应用程序，在假定打破的时间反转和镜像对称性持续到限制阶段，也可能会打破其他对称性。特别是，手征自旋液体的对称性破缺可以持续到内尔态。
2018-11-20 cond-mat.str-el
Extended regime of coexisting metallic and insulating phases in a two-orbital electronic system
本文研究双轨道四分之一填充模型中密度-密度相互作用驱动的金属-绝缘体相变，发现非局域集体涨落导致金属态与莫特绝缘态在宽泛相互作用范围内亚稳共存，揭示了非局域关联对多轨道强关联体系电子性质的关键影响。
2023-05-28 cond-mat.str-el
Strong interactions, narrow bands, and dominant spin-orbit coupling in Mott insulating quadruple perovskite CaCo3V4O12
我们采用密度泛函理论的方法研究了最近合成的四重钙钛矿型钴钒酸盐CaCo 3 V 4 O 12的电子结构、磁性结构以及自旋和轨道矩的性质和方向。实施广义梯度近似和哈伯德U校正（GGA+U），铁磁自旋对齐导致半金属性，而不是观察到的窄间隙绝缘行为。包括自旋-轨道耦合（SOC）留下了一个半半金属光谱，这基本上是莫特绝缘。SOC对于Vd^1离子的莫特绝缘特性至关重要，它打破了d_{m=\pm 1}的简并性，并提供了相当大的轨道矩。获得的证据是大的轨道时刻，已推断出从测量的磁化率。切换到轨道极化（OP）功能，GGA+OP+SOC也显示出明显的趋势，非常大的轨道时刻，但在自己独特的方式。在这两种方法中，SOC的应用，这需要规范的方向的自旋，介绍了大的差异，在原始细胞中的三个Co离子的轨道时刻。我们研究了一个虚构的，但更简单的表亲化合物Ca 3CoV 4 O 12（钙取代两个钴原子），以更透明的方式探测自旋和轨道自由度与当地环境的平面CoO 4单位的相互作用。观察到的潜在机制似乎是本地的CoO 4元格，并有很强的耦合的大小的轨道矩的自旋方向，强烈建议非共线自旋，不仅在Co，但在V亚晶格以及。
2014-08-10 cond-mat.str-el
Cooperative effects of Jahn-Teller distortion, magnetism and Hund's coupling in the insulating phase of BaCrO$_3$
我们采用密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法研究了最近合成的绝缘体BaCrO $_3$的电子结构。我们的计算表明，Hund的耦合是负责强相关效应，但不足以把系统绝缘。一个有限的Jahn-Teller畸变提升轨道简并度是必要的，以稳定的绝缘状态与轨道有序和随之而来的磁有序。
2014-02-04 cond-mat.str-el
Domain orbital state in ferromagnetic insulating La$_{0.825}$Ca$_{0.175}$Mn$_{0.99}$$^{57}$Fe$_{0.01}$O$_3$ compound
用穆斯堡尔谱和EPR谱研究了在空气和还原气氛中制备的绝缘铁磁La $_{1-x}$ Ca $_x$ Mn $_{0.99}$ $^{57}$ Fe $_{0.01}$ O $_3$（$x=0.175$）化合物。的平均超精细场以下的平均场近似的解决方案相比，铁磁金属制度，它显着偏离从中子衍射数据或平均场近似推导出的序参数。虽然磁性测量显示空气制备和还原R样品之间存在显着差异，但相应的穆斯堡尔谱几乎相同。$^{57}$ Fe核超精细场分布的强烈温度依赖性与Fe离子和最近邻的六个氧桥锰离子之间的超转移磁场有关。在$T_B\approx 100$ K以上的超精细场分布宽度的突然增加归因于$T>T_B$的轨道无序。
2004-03-17 cond-mat.str-el
Single Mott Transition in Multi-Orbital Hubbard Model
利用动力学平均场论研究了多轨道哈伯德模型中不同子带宽度的Mott跃迁。使用量子杂质问题的迭代微扰理论，它表明，在低温下，轨道间库仑相互作用产生一个单一的一级跃迁，而不是一系列的轨道选择性跃迁。基于量子蒙特卡罗方法的杂质计算证实了这种定性行为。然而，在有限的温度下，子带的金属或绝缘行为的程度差别很大。因此，在过渡的金属侧，窄带可以表现出准绝缘特征，而在绝缘侧，宽带表现出明显的坏金属行为。这种复杂性可能部分解释了以前几个作品之间相互矛盾的结果。
2004-05-18 cond-mat.str-el
Effect of Spin Correlations on Multi-orbital Metal-Insulator Transitions and Suppression of Orbital Selective Mott Transitions
利用Kotliar-Ruckenstein从玻色子方法研究了自旋关联对双轨道哈伯德模型中金属-绝缘体跃迁的影响.在非对称半填充情况下，随着库仑关联的增加，两个轨道同时从导电态过渡到绝缘态，并伴随着顺磁（PM）-反铁磁（AFM）转变.在PM条件下发现的轨道选择性Mott跃迁在很宽的相关范围内被完全抑制，尽管它可能存在于远离半填充的系统中。在绝缘状态下，系统从中间相关区的部分极化自旋能隙相过渡到强相关区的几乎全极化Mott绝缘相。这些结果表明自旋对准粒子谱的调制在多轨道关联系统中带来了更丰富、更有趣的MIT情节。
2011-05-25 cond-mat.str-el
Orbitally-resolved ferromagnetism of monolayer CrI$_3$
少层CrI $_3$是二维铁磁体中最著名的例子，近年来引起了人们越来越多的兴趣。尽管从理论和实验两方面对二维磁体的性质进行了相当大的努力和进展，但卤化铬中面内磁有序形成背后的机制仍然存在争议。在这里，我们提出了一个微观的轨道分辨描述单层碘化铬$_3$的铁磁性。从第一性原理计算出发，我们构造了一个各向同性海森堡交换相互作用的低能模型。我们发现，有两个竞争的贡献，在CrI $_3$的长程磁有序：（i）反铁磁安德森的超交换之间的半填充$t_{2g}$轨道的Cr原子;和（ii）铁磁交换由Kugel-Khomskii机制，涉及半填充$t_{2g}$和空$e_g$轨道之间的过渡。通过数值计算，我们估计了动量空间中的交换相互作用，这使我们能够恢复自旋波谱，以及估计居里温度。与最近邻有效模型相反，我们的计算表明在5- 7 meV的自旋波谱中存在尖锐的共振，这取决于垂直偏置电压。我们对单层CrI $_3$的居里温度的估算结果为55- 65 K，与实验数据符合得很好。
2019-12-26 cond-mat.str-el
Charge and orbital order in half-doped manganites
对半掺杂锰氧化物Nd $_{1/2}$ Sr $_{1/2}$ MnO $_{3}$中观察到的电荷序、轨道序和绝缘态进行了解释。电子的动能和磁交换能之间的竞争驱动了有效的一维铁磁锯齿形链的形成。由于跳跃中的拓扑相因子，链是固有绝缘的和轨道有序的。最令人惊讶的是，相同Mn离子上的电子之间的强库仑相互作用导致实验观察到的电荷有序。对于掺杂小于1/2的系统是不稳定的相分离成铁磁金属和电荷有序的绝缘相。
1999-10-16 cond-mat.str-el
Dependence of the energy and orbital structure of local states in CuO monolayer on Coulomb parameters
本文研究了CuO单层局部态能量与轨道结构对库仑参数的依赖性，发现d态与p态在参数空间存在交叉，且能隙与轨道特征在边界区域发生急剧变化。
2025-02-03 cond-mat.str-el
Variational study of the antiferromagnetic insulating phase of V2O3 based on Nth order Muffin-Tin-Orbitals
基于密度泛函理论（DFT）的$N$阶muffin-tin轨道（NMTO）计算结果，我们重新研究了反铁磁绝缘相三氧化二钒V $_2$ O $_3$的低温基态性质.通过NMTO-向下折叠程序获得的跳跃矩阵元素显着不同，从以前获得的电子结构计算，并意味着在平面内的跳跃积分是一样重要的面外的。我们使用NMTO跳跃矩阵元素作为输入，并进行变分研究的基态。我们表明，在这种情况下，整个晶体中形成稳定的分子是不利的，实验观察到的磁结构仍然可以在原子变分制度。然而，得到的基态（两个$t_{2g}$电子占据简并$e_g$双峰）与许多公认的实验观察相反。我们讨论了这一发现的影响，在光的非本地电子相关性肯定存在于这个化合物。
2009-04-17 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
Orbital-selective Band Hybridisation at the Charge Density Wave Transition in Monolayer TiTe$_2$
一个异常的$(2\times2)$电荷密度波（CDW）相出现在单层1 T-TiTe $_2$，这是不存在的散装化合物，其起源仍然知之甚少。在这里，我们调查的电子能带结构的演变整个CDW过渡使用温度依赖的角度分辨光电子能谱。我们的研究揭示了在CDW相变中发生的反向折叠导带和价带之间的轨道选择性带杂化，这反过来又导致了显着的电子能量增益，支撑了CDW转变。对于散装化合物，我们展示了如何这种能量增益几乎完全抑制由于电子能带结构的三维性，包括通过一个$k_z$依赖的带反转开关的价态的轨道特性。因此，我们的研究为如何控制电子维度来触发2D材料中新集体态的出现提供了新的思路。
2022-03-29 cond-mat.str-el
Superconductivity without insulating states in twisted bilayer graphene stabilized by monolayer WSe$_2$
魔角扭曲双层石墨烯（TBG），旋转错位接近1.1 $^\circ$，具有隔离的平坦电子带，其具有丰富的相关绝缘，超导，铁磁和拓扑相的相图。相关绝缘体和超导性的起源，以及它们之间的相互作用，特别难以捉摸。这两种状态以前只在与魔角值的角度在$\pm0.1^\circ$内观察到，并且发生在相邻或重叠的电子密度范围内;然而，仍然不清楚这两种状态是如何相关的。除了扭转角和应变之外，TBG相图对用于封装石墨烯片的绝缘六方氮化硼（hBN）的取向和厚度的依赖性表明微观介电环境的重要性。在这里，我们表明，在hBN和TBG之间添加绝缘的钨-二硒化物（WSe $_2$）单层，在比既定魔角值小得多的扭曲角下稳定超导电性。对于$θ$ = 0.79 $^\circ$的最小角度，我们仍然观察到清晰的超导特征，尽管完全没有相关的绝缘状态和消失的色散和平坦带之间的间隙。这些观察结果表明，即使电子相关性可能是重要的，超导电性在TBG可以存在，即使当TBG在整个电子密度范围内表现出金属行为。超导磁场测量进一步揭示了系统中四重自旋谷对称性的破坏，这与TBG中通过接近WSe $_2$诱导的大自旋轨道耦合一致。我们的研究结果突出了对称性破缺效应在稳定TBG电子态中的重要性，并为莫尔系统中的工程量子相位开辟了新的途径。
2020-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott transition in multi-orbital systems
局域库仑相互作用驱动的金属-绝缘体相变是凝聚态物理中最有趣的现象之一。它们存在于各种各样的过渡金属化合物中。这些强相关材料中的大多数由源自电子d壳层的价带组成，其中轨道内和轨道间库仑相互作用同等重要，并且其中晶体结构将价带分成窄子带和宽子带。一个基本的问题是，这些系统是否表现出一个共同的莫特过渡，这意味着所有的子带是金属或绝缘，或连续的轨道相关的过渡，这意味着一个共存区域与金属和绝缘行为存在于不同的子带。利用动力学平均场论，我们表明，轨道间库仑相互作用导致一个单一的莫特转变。然而，子带表现出或多或少的强相关的激发光谱中的金属相和不同的带隙中的绝缘相。
2003-06-12 cond-mat.str-el
Novel Orientational Ordering and Reentrant Metallicity in KxC60 Monolayers for 3 <= x <= 5
我们已经进行了本地STM研究钾掺杂的C60（KxC 60）单分子膜在一个广泛的制度的相图。当K含量从x = 3增加到5时，KxC_（60）单分子膜发生了金属-绝缘体-金属的凹进相变，并呈现出多种新颖的取向有序。最引人注目的新结构具有绝缘K4+ dC 60的风车状7分子晶胞。我们建议，在KxC 60的取向有序的驱动机制是通过最大化的重叠相邻的分子轨道在整个掺杂范围x = 3至5的电子动能的降低。在绝缘相和金属相中，这分别产生了超交换和双交换相互作用的轨道版本。
2007-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced dimerization and molecular orbitals formation in Na2RuO3 with strong correlation-enhanced spin-orbit coupling effect
采用第一性原理计算和模拟研究了具有4d^4电子组态的蜂窝状晶格化合物Na 2 RuO 3的绝热基态，探讨了其晶体结构和电子性质在压力下的演化.我们发现，单独的库仑关联或自旋轨道耦合（SOC）效应不能再现实验观察到的Na 2 RuO 3的超导绝缘行为，而库仑关联增强的SOC相互作用产生了一个不寻常的自旋轨道纠缠的J = 0超导绝缘态，这与d^5铼酸盐和铱酸盐中SOC辅助的Mott绝缘态形成对比。此外，压力诱导的结构二聚转变已被预测约15-17.5 GPa。高压二聚相的蜂窝状晶格具有沿晶体学b方向排列的短Ru-Ru二聚体的平行图案。伴随着结构二聚化，电子结构通过分子轨道的形成表现出显著的重构。有趣的是，库仑关联与SOC的协同作用可以在高压二聚相中实现一种非线性绝缘态。由于晶格自由度、电子关联和SOC相互作用的微妙相互作用，具有蜂窝晶格的d^4钌酸盐Na 2 RuO 3将为探索不寻常的物理和丰富的相图提供一个新的平台。
2023-02-13 cond-mat.str-el
Large Thermopower with Sign-Alternating Quantum Oscillations in Insulating Monolayer WTe2
Princeton University（普林斯顿大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本研究在单层WTe2绝缘态中观测到带符号交替量子振荡的大热电动势，揭示了绝缘体化学势处磁场诱导的朗道能级类结构，为关联材料低能激发研究提供了新途径。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The origin of insulating and non-ferromagnetic SrRuO3 monolayers
电磁性能的外延薄膜一直是争论的主题。在这里，我们结合实验与理论研究（SrTiO 3）5-（SrRuO 3）n-（SrTiO 3）5（STO 5-SROn-STO 5）异质结与n = 1和2的晶胞，包括广泛的原子分辨率扫描透射电子显微镜成像，电子能量损失光谱化学映射，以及运输和磁运输测量。实验数据表明，STO 5-SRO 2-STO 5异质结构是化学计量的，金属的，铁磁的TC ~ 128 K，即使它缺乏特征的体SRO八面体倾斜和匹配的立方STO结构。相比之下，STO 5-SRO 1-STO 5异质结构的特征在于RuO 2层中的Ru-Ti混合，也没有八面体倾斜，但伴随着金属性和铁磁性的损失。密度泛函理论计算表明，化学计量比n = 1和n = 2的异质结构是金属和铁磁的，没有八面体倾斜，而非化学计量比的Ru亚晶格在n = 1的情况下打开了一个能隙，诱导了反铁磁有序.因此，结果表明，所观察到的非化学计量比是在n = 1的情况下所观察到的金属性和铁磁性损失的原因。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital magnetization of correlated electrons with arbitrary band topology
自旋轨道耦合将手性引入电子结构。这可能对电子轨道运动引起的磁化产生深远的影响。在这里，我们推导出一个公式的相互作用电子的轨道磁化的全部格林函数和顶点函数。该公式应用于动态平均场论的凯恩-梅勒-哈伯德模型，允许拓扑和平凡绝缘相。我们研究了在交换磁场存在下的绝缘相和金属相。在相互作用的存在下，量子自旋霍尔绝缘相与反转对称的轨道磁化重整化的体准粒子重量。对于具有平凡拓扑的面内反铁磁相，轨道磁化消失。在金属相中，由于相互作用而增强的有效自旋-轨道耦合有时会导致轨道磁化强度的增强。然而，在低掺杂，磁化被抑制在大的相互作用强度。
2014-09-15 cond-mat.str-el
Multicomponent magneto-orbital order and magneto-orbitons in monolayer VCl3
本文通过第一性原理证明单层VCl3同时具有磁序和轨道序，推导出自旋-轨道交织的有效哈密顿量，并揭示磁-轨道子作为其集体激发，为研究多分量对称性破缺提供了二维平台。
2024-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coulomb Correlations and Orbital Polarization in the Metal Insulator Transition of VO_2
VO $_2$的金属金红石相和绝缘单斜相的准粒子谱由局域库仑相互作用控制。在金红石相中，V3dt_2g态之间的小轨道极化导致弱的静态关联，但强的动态关联。在单斜相的大的3d轨道极化所造成的V-V Peierls畸变引起的强静态关联被证明是绝缘行为的主要原因。
2004-10-06 cond-mat.str-el
What drives the insulating state in ultrathin films of SrRuO3?
使用密度泛函计算，我们已经研究了SrRuO 3薄膜生长在SrTiO 3衬底上的电子结构的演变作为膜厚度的函数。在两个单层（RuO 2-终止表面）的膜被发现是在边缘的自旋状态的转变，驱动系统的反铁磁和绝缘状态。将膜厚度增加到四个单层，人们发现两种完全不同的溶液共存的令人惊讶的结果。反铁磁绝缘溶液与对应于反铁磁表面和铁磁体的金属溶液共存。电子结构发现在100极限持续较厚的薄膜和一个不寻常的结果进行预测。较厚的薄膜被发现是金属预期的散装，但磁性不直接演变为散装铁磁状态。表面仍然是反铁磁的，而大部分表现出铁磁有序。
2009-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of orbital excitations from insulating to superconducting MgTi$_2$O$_4$ films
尖晶石氧化物是众所周知的功能材料，但很少表现出超导性。最近，在MgTi $_2$ O $_4$中发现了超导电性，这是由于电子掺杂的增加和轨道有序度的抑制。本文利用Ti $L$边缘共振非弹性X射线散射研究了MgTi $_2$ O $_4$超导薄膜和绝缘薄膜中的轨道激发。我们发现，增强的光谱权重的轨道激发和$t_{2g}$的带内激发的能量被软化的SC膜相比，绝缘的，这表明更高的电子掺杂和抑制的SC样品中的轨道顺序间隙。这些观察结果得到了我们使用最小两位点模型的多重峰计算的进一步支持。我们的研究结果为MgTi $_2$ O $_4$中轨道有序与超导电性之间的竞争提供了光谱证据，并为在尖晶石氧化物中寻找新型超导体提供了线索.
2023-01-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase diagram and collective excitation in excitonic insulator: from the orbital physics viewpoint
从强关联电子系统的轨道物理观点研究激子绝缘系统。从具有有限能量差的双轨道哈伯德模型出发，导出了对应于晶场分裂的低能电子态的有效模型哈密顿量.有效模型由自旋算符和自旋态自由度的赝自旋算符表示。用平均场近似方法分析了该体系的基态相图。除了低自旋态和高自旋态相之外，由于晶场效应和Hund耦合之间的竞争，还出现了两种激子绝缘相。激子跃迁被分类为反映$Z_2$对称性的自发破缺的类伊辛跃迁。在两个激子绝缘相的磁结构是不同的彼此;反铁磁秩序和自旋的双序。用广义自旋波方法研究了各相的集体激发。激子绝缘相中的Goldstone模出现在自旋和赝自旋算符的动力学关联函数中。与低自旋态和高自旋态相相比，横向和纵向自旋激发模式在两个激子绝缘相中都是活跃的。本研究结果的钙钛矿型钴氧化物的连接进行了讨论。
2016-05-06 cond-mat.str-el
Pairing enhanced by local orbital fluctuations in a model for monolayer FeSe
在不同类别的相关材料，包括铁基超导体中的配对机制仍在争论中。对于FeSe单分子膜，在晶格Monte Carlo研究中已经显示出均匀的电子涨落发挥着潜在的重要作用。在这里，使用动力学平均场论计算相同的模型系统，我们得到了类似的相图，并提供了另一种解释的超导性的局部轨道波动和相位刚性。我们的研究澄清了超导序参量、超流刚度和轨道涨落之间的关系，并提供了非常规超导的自旋/轨道冻结理论和考虑超流涨落作用的理论工作之间的联系。
2021-09-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital-ordered ferromagnetic insulating state in tensile-strained SrCoO$_{3}$ thin films
在环境压力下，体SrCoO $_{3}$是立方钙钛矿结构的铁磁（FM）金属。相比之下，磁性能的外延SrCoO $_{3}$薄膜，特别是在高拉伸应变（$\varepsilon \gtrsim 3$ \%），仍然不清楚：以前的计算预测反铁磁（AFM）状态更积极有利，在这个制度，但最近的实验表明FM绝缘状态。在这项工作中，使用第一性原理计算，我们进行了广泛的搜索SrCoO $_{3}$薄膜的结构，自旋，磁性和轨道状态。计算结果表明，在$0 < \varepsilon \lesssim 2.5$ \%时，SrCoO $_{3}$倾向于FM半金属态，中间自旋（类$t_{2g}^{5}e_{g}^{1}$）Co表现出$d^{6}\underline L$特征.在$\varepsilon \gtrsim 2.5$ \%处，具有高自旋（类$t_{2g}^{4}e_{g}^{2}$）Co的FM绝缘状态占主导地位。这种FM绝缘状态是通过复杂的轨道排序，合作Jahn-Teller扭曲，和八面体倾斜所有三个晶体轴。
2022-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Entangled Spin-Orbital Phases in the d$^9$ Model
利用Bethe-Peierls-Weiss方法研究了双层和单层正方晶格的自旋轨道$d^9$ Kugel-Khomskii模型的相图.对于一个双层，我们得到的价键相层间单线态，交替平面单线态，和两个纠缠的自旋轨道（ESO）相，除了反铁磁和铁磁顺序。这种纠缠相在单分子层中的可能性目前正在研究中。
2012-06-21 cond-mat.str-el
Optical Response in Excitonic Insulating State: Variational Cluster Approach
研究了强电子关联激子绝缘系统的光学响应。我们采用双轨道哈伯德模型，在自旋态自由度存在的两个轨道之间具有有限的能量差。该模型进行了分析的变分聚类方法。为了考虑局域电子相关效应，在电导率谱的计算中考虑了顶点修正。我们计算了有限温度相图，其中EI相出现在低自旋带绝缘态和高自旋Mott绝缘态之间。电导率谱的特征成分包括一个尖锐的峰和连续出现在EI相。积分强度几乎遵循EI态的序参量，表明该分量可用于识别EI相和跃迁。
2019-11-18 cond-mat.str-el
Evidence for equilibrium excitons and exciton condensation in monolayer WTe2
单层的层状半金属WTe 2表现为二维拓扑绝缘体，螺旋导电边缘模式周围的体状态，在低温下成为绝缘。在这里，我们提出的证据表明，散装状态有一个非常不寻常的性质，包含电子和空穴库仑吸引力（激子），自发形成的热平衡。在从室温冷却到100 K的电导率开发一个V形的依赖于静电掺杂，而化学势开发一个~43毫电子伏的步骤在中性点。这些特征比独立电子图像中可能的要清晰得多，但它们在很大程度上可以通过假定一些电子和空穴在平衡状态下配对来解释。我们从第一性原理的计算表明，激子的结合能大于100毫电子伏和半径小至4纳米，解释了它们的形成在高温和掺杂水平。在100 K以下，可以看到更强的绝缘行为，这表明形成了电荷有序状态。在这种状态下观察到的电荷密度波的情况下出现令人惊讶的激子绝缘体图片内，但我们表明，它可以解释的激子波函数的对称性。因此，单层WTe 2在很宽的温度范围内呈现出拓扑性质和强相关性的特殊组合。
2021-10-27 cond-mat.str-el
Orbital-selective metal skin induced by alkali-metal-dosing Mott-insulating Ca$_2$RuO$_4$
本研究针对多带莫特绝缘体轨道选择态实验实现难的问题，通过碱金属表面掺杂Ca$_2$RuO$_4$获得单带金属表层，结合多种理论计算证实了轨道选择型莫特绝缘态击穿与新型表层金属-绝缘体转变机制。
2023-10-19 cond-mat.str-el
Charge disproportionation and Hund's insulating behavior in a five-orbital Hubbard model applicable to $d^4$ perovskites
我们探讨了过渡金属钙钛矿与过渡金属阳离子的正式$d^4$占领，如高铁酸盐或锰氧化物的五轨道立方紧束缚模型中的电荷分离绝缘相的过渡。我们利用动力学平均场论得到了作为平均局部库仑排斥$U$和Hund耦合$J$的函数的相图.相图的主要结构如下从零带宽（原子）的限制，并表示高自旋和低自旋均匀和不均匀的电荷分离状态之间的竞争。这导致了两种不同的绝缘相：标准的均匀莫特绝缘体和不均匀的电荷极化绝缘体，最近也被称为洪德绝缘体。我们的特点的非常规性质，这猎犬的绝缘状态。我们的研究结果与以前的研究相一致的两个和三个轨道模型适用于孤立的$t_{2g}$和$e_g$子壳层，分别与低自旋/高自旋过渡的复杂性。我们还测试了一个有效的双轨道（$e_g$ -只有）模型与无序$S=3/2$ $t_{2g}$核心自旋的适用性。我们的研究结果表明，在高自旋区域的相图的整体特征很好地描述了这个简化的双轨道模型，但也表现出显着的差异相比，完整的五轨道描述的光谱特征。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
J = 0 nonmagnetic insulating state in K$_2$Os$X_6$ (X = F, Cl and Br)
在$4d/5d$过渡金属系统中，许多有趣的物理性质来自带宽、电子相关性和自旋轨道相互作用的相互作用。在这里，我们使用{ \it ab initio}密度泛函理论，系统地研究了具有$5d^4$电子构型的双类钙钛矿体系$X_6$（X = F，Cl，和Br）。我们的主要结果是，$J = 0$绝缘态的发展在这个系统中，诱导强自旋轨道耦合。具体而言，分离良好的Os $X_6$八面体导致立方晶场极限，并导致最近邻Os-Os位点的跳跃显著减少。在这种情况下，三个简并的$t_{2g}$轨道被重建成两个“有效”的$j_{\rm eff}$（$j_{\rm eff} = 1/2$和$j_{\rm eff} = 3/2$态）状态，它们被强SOC分开，打开了一个有四个电子占据$j_{\rm eff} = 3/2$轨道的能隙。此外，OsPDMATHABMW轨道和$X$（$X$ = F，Cl和Br）$p$轨道之间的杂化从F到Br增加，导致K $_2$ OsF $_6$中的电子比K $_2$ OsCl $_6$和K $_2$ OsBr $_6$中的电子更局域化，导致K $_2$ OsF $_6$的带宽比Cl-或Br-的情况更小。我们的研究结果提供了指导，实验和理论工作在这个有趣的家庭锇卤化物。
2022-10-26 cond-mat.str-el
Anomalous valley Hall effect in monolayer chromium-based triple-Q magnets
本文通过密度泛函理论预测单层铬基材料的三重Q磁绝缘基态，揭示其源于Cr 3d电子交换竞争，并在无自旋轨道耦合条件下发现巨大谷劈裂的反常谷霍尔效应，为谷电子学研究提供新方向。
2025-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Breakdown of Luttinger's theorem in two-orbital Mott insulators
对Luttinger定理的分析表明，与最近的说法相反，它对一般的莫特绝缘体是无效的。研究了每格点有两个电子的双轨道哈伯德模型从非磁关联绝缘相（Mott或Kondo绝缘体）到能带绝缘体的渡越.莫特绝缘相的特征在于自能的极点和格林函数中相应的零点，定义了带状绝缘体不存在的"Luttinger表面“。然而，这种每个晶胞有两个电子的绝缘体的基态是电连接的。
2007-11-20 cond-mat.str-el
Electronic and spin dynamics in the insulating iron pnictide NaFe$_{0.5}$Cu$_{0.5}$As
NaFe $_{0.5}$ Cu $_{0.5}$ As代表金属铁磷属元素化物家族中的罕见例外，其中小的绝缘间隙被打开。基于第一性原理的研究，我们提供了一个全面的理论表征这种绝缘化合物。Fe $^{3+} $自旋自由度被量化为准一维$S=\frac{5}{2}$海森堡模型。在正方晶格上，巡游As空穴态被下折为$p_{xy}$ -轨道跳跃模型。一个独特的轨道依赖的Hund的自旋和空穴之间的耦合被揭示。几个重要的材料特性进行了分析，包括（a）影响小$p-d$电荷转移间隙的因素;（b）额外的链间Fe的作用;和（c）准一维自旋激发的Fe链。这些属性的实验表现进行了讨论。
2017-08-27 cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transition and Jeff = 1/2 Spin-Orbit Insulating State in Rutile-based IrO2/TiO2 Superlattices
通过结合5d过渡金属氧化物显示出明显的自旋轨道相互作用和氧化物基异质结构，我们提出了金红石型IrO 2/TiO 2超晶格作为非常规电子性能的有前途的候选人。通过密度泛函理论模拟与Hubbard修正补充，我们专注于作为IrO 2层厚度的函数的电子结构的演变，并预测异质结构表现出厚度控制的金属到绝缘体的过渡，至关重要的是IrO 6八面体之间的连接。电子相关性和自旋轨道耦合之间的微妙的相互作用，导致一个几乎纯杰夫= 1/2自旋轨道绝缘状态的原子薄的IrO 2单层与几乎孤立的IrO 6八面体的水平，导致一个预测的新兴国家等待实验证实。
2017-02-14 cond-mat.str-el
Origin of insulating ferromagnetism in iron oxychalcogenide Ce$_2$O$_2$FeSe$_2$
在准一维铁硫属化物Ce $_2$ O $_2$ FeSe $_2$中存在绝缘铁磁（FM）相，但其起源尚不清楚.要了解FM机制，这里提供了一个系统的调查，这种材料，分析铁磁和反铁磁的趋势和跳跃，库仑相互作用，洪德耦合和晶体场分裂的相互作用之间的竞争。基于二阶微扰理论的直观分析表明，双占据轨道和半填充轨道之间的大纠缠对Ce $_2$ O $_2$ FeSe $_2$的FM阶稳定起着关键作用.此外，通过多体计算技术应用于多轨道哈伯德模型，相图证实了所提出的FM机制，与实验一致。
2021-08-13 cond-mat.str-el
Charge transfer and competing symmetry breaking drive orbital reconstruction and emergent ferromagnetism in insulating oxide superlattices
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本文研究NdNiO₃与NdMnO₃超晶格，发现界面电荷转移与对称性破缺驱动轨道重构，产生室温铁磁绝缘态，为自旋电子学应用提供了新途径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-magnetic insulating phase induced by Jahn-Teller effect in RNiO$_3$
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory（分子发现中心，劳伦斯伯克利国家实验室）；Institute for Theoretical Physics, Clausthal University of Technology（理论物理研究所，克劳塔尔工业大学）；Institute for Theoretical Physics, Georg-August-Universität Göttingen（理论物理研究所，哥廷根大学）
本文提出一个三维多轨道tight-binding模型，研究了稀土镍酸盐RNiO₃中电荷、自旋、轨道和晶格自由度的相互作用，揭示了非磁性绝缘相的形成机制，表明磁序出现并非金属-绝缘体转变的必要条件。
2026-05-10 cond-mat.str-el
