Doped Mott Insulators in (111) Bilayers of Perovskite Transition-Metal Oxides with a Strong Spin-Orbit Coupling
研究了在钙钛矿过渡金属氧化物（111）双层膜中实现的莫特绝缘体的电子性质。在强自旋-轨道耦合的情况下，导出了这种莫特绝缘体的低能有效哈密顿量。这些模型的特点是反铁磁海森堡相互作用和各向异性相互作用，其形式取决于$d$轨道占有率。通过对有限团簇的精确对角化分析，导出了$t_{2g}$体系的基态相图，其中包括窄参数区的Kitaev自旋液相。从玻色子平均场分析表明，新的超导状态诱导的载流子掺杂到莫特绝缘的父系统的可能性，这表明本模型系统作为独特的游乐场研究相关引起的新现象。可能的实验实现进行了讨论。
2013-02-06 cond-mat.str-el
Pyrochlore Oxide Hg2Os2O7 on Verge of Metal-Insulator Boundary
半金属锇烧绿石氧化物Cd_2Os_2O_7在227 K时发生全进全出（AIAO）型磁跃迁，在210 K时发生向AIAO绝缘体的磁跃迁。本文通过热力学测量、μ SR谱和中子衍射实验研究了等结构等电子化合物Hg_2Os_2O_7。在88 K下观察到类似的磁性转变，可能是AIAO型顺序，而电阻率在转变时显示出降低，并且在2K下保持金属性。因此，Hg 2 Os 2 O 7的基态最有可能是AIAO半金属，这类似于Cd 2 Os 2 O 7的中温态。Hg 2 Os 2 O 7存在于金属一侧的金属-绝缘体边界的边缘，为研究具有中等电子相关和强自旋轨道相互作用的5d电子的电子不稳定性提供了一个很好的平台。
2021-12-21 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
Metal-Insulator Transition and Magnetic Order in the Pyrochlore Oxide Hg2Ru2O7
本文报道了具有烧绿石结构的钌氧化物Hg_2Ru_2O_7的NMR实验结果，该材料在TMI = 107 K时发生了金属-绝缘体转变。在金属相以上TMI，核自旋-晶格弛豫速率1/T1和骑士位移在汞网站遵循Korringa关系，表明没有实质性的空间自旋相关。在绝缘相的低温下，在零磁场下观察到99，101 Ru-NMR信号，为相称的反铁磁有序提供了证据。估计的有序矩约为1 μ B每钌，远小于3 μ B预期的离子（4d）3+配置的Ru 5 plus。因此，局域自旋模型不适合Hg 2 Ru 2 O 7的绝缘相。我们还讨论了可能的反铁磁自旋结构。
2011-03-31 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
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
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
Topological phases in Iridium oxide superlattices: quantized anomalous charge or valley Hall insulators
研究了沿[001]晶轴生长的斜方钙钛矿型氧化铱超晶格的拓扑相。由于Ir氧化物双层超晶格中5d轨道的强自旋轨道耦合和电子关联效应，Ir氧化物双层超晶格呈现出拓扑磁性绝缘体，表现出量子化的反常霍尔效应。根据堆叠的两层，我们还发现了一个山谷霍尔绝缘体与反向传播的边缘电流从两个不同的山谷和拓扑晶体绝缘体的边缘状态的晶格对称性的保护。在单层Ir氧化物超晶格中，当施加应变场以破坏保护Dirac点的滑移面的对称性时，可以实现拓扑绝缘体。在磁有序或面内磁场的存在下，它变成拓扑磁绝缘体。我们讨论这些拓扑相和实验签名的基本成分，以测试我们的理论建议。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bandwidth-Controlled Insulator-Metal Transition and Correlated Metallic State in 5$d$ Transition Metal Oxides Sr$_{n+1}$Ir$_{n}$O$_{3n+1}$ ($n$=1, 2, and $\infty$)
我们利用光谱学和第一性原理计算研究了5 $d$ Ruddlesden-Popper系列Sr $_{n+1}$ Ir $_{n}$ O $_{3n+1}$（$n$ =1，2和$\infty$）的电子结构.由于5个$d$轨道在空间上比3个$d$或4个$d$轨道延伸得更远，因此人们普遍认为5个$d$化合物中的相关效应最小。然而，当我们增加$n$时，我们观察到从Mott绝缘体到金属的带宽控制过渡。此外，人工合成的钙钛矿SrIrO $_{3}$显示出约6的非常大的质量增强，表明其处于相关金属状态。
2008-07-14 cond-mat.str-el
Novel Charge Ordering in the Trimer Iridium Oxide BaIrO3
我们制备了三聚体Ir氧化物BaIrO3的多晶样品，并通过测量电阻率、热电势、磁化强度和同步辐射X射线衍射研究了182 K下相变的起源。我们提出了一个可能的电子模型和过渡机制，从一个本地化的电子图片的基础上的Rietveld细化。在该模型中，当Ir3O12三聚体被确定为一个赝原子或一个晶格位置时，BaIrO3基本上可以被看作是一个莫特绝缘体。这种转变可以看作是从莫特绝缘体相到一种电荷有序绝缘体相的转变。
2016-03-11 cond-mat.str-el
Optical conductivity and the correlation strength of high temperature copper-oxide superconductors
高温氧化铜基超导性是通过向绝缘“母体化合物”中加入载流子而获得的。人们普遍认为，母体化合物是“莫特”绝缘体，其中导电性的缺乏是由于电子与电子之间的排斥力非常强，而莫特绝缘体的不寻常性质是高温超导性的原因。本文提出了一个比较的光学电导率测量和理论计算，挑战这一信念。分析表明，铜酸盐的关联强度并不像以前认为的那样强，这种材料不能被正确地看作是莫特绝缘体，反铁磁性对获得绝缘状态是必不可少的，而且反铁磁性对掺杂金属态和超导态的性质也是必不可少的。
2007-12-14 cond-mat.str-el
Competing Exotic Topological Insulator Phases in Transition Metal Oxides on the Pyrochlore Lattice with Distortion
在这项工作中，我们调查的相图重（4D和5D）过渡金属氧化物的烧绿石晶格，如那些形式$\mathrm{A_2M_2O_7}$，其中A是稀土元素和M是过渡金属元素。当这些能量尺度相当时，我们重点关注库仑相互作用、自旋轨道耦合和晶格畸变之间的竞争。强的自旋-轨道耦合使自旋和$t_{2g}$ $d$-轨道纠缠，产生双重态$j=1/2$和四重态$j=3/2$。与以前的工作集中在双重流形，我们还讨论了四重流形，这是相关的几个烧绿石氧化物。利用从转子平均场理论考虑了库仑相互作用，研究了进一步分裂四重态$j=3/2$流形能级的不同种类的晶格畸变.各种拓扑相预测，包括外来的强和弱拓扑莫特绝缘相。我们讨论了一般结构的相图的几个值的$d$壳填充和各种对称类的晶格畸变。我们的结果对于在强自旋轨道耦合的强关联材料中寻找奇异的拓扑绝缘体和量子自旋液体具有重要意义。
2011-04-18 cond-mat.str-el
Unusual magnetic phases in the strong interaction limit of two-dimensional topological band insulators in transition metal oxides
非相互作用拓扑带绝缘体（TBI）的预期现象现在在很大程度上是理论上理解的。然而，在存在相互作用的情况下，TBI的命运仍然是一个活跃的研究领域，可能具有新颖的、相互作用驱动的拓扑状态，以及新的奇异磁状态。在这项工作中，我们研究了交换哈密顿量的磁相位产生的强相互作用限制的Hubbard模型的蜂窝晶格上的非相互作用的限制是一个二维的TBI最近提出的层状重过渡金属氧化物化合物，（Li，Na）$_2$ IrO $_3$。通过对有限尺寸团簇的分析和精确对角化研究，我们绘制了该模型的磁相图。我们发现强的自旋轨道耦合可以导致从反铁磁Neél态到螺旋或条纹有序态的相变。我们还讨论了量子自旋液体可能出现在我们的模型的条件下，我们比较我们的结果与不同的，但相关的Kitaev海森堡-$J_2$-$J_3$模型，最近已在类似的背景下进行了研究。
2012-12-03 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
Superconductivity in the insulating phase above the field-tuned superconductor-insulator transition in disordered indium oxide films
我们研究了无序氧化铟薄膜的绝缘相，它经历了场调谐的超导体-绝缘体转变。在一个垂直的磁场中的运输测量显示强烈波动的顺序参数的振幅和相位的不同制度，并揭示了广泛的绝缘体强度的样品与不同的障碍，尽管在SIT附近的行为相似。我们表征的绝缘相的强度，并比较它的超导强度。我们发现，即使在高垂直磁场，所有对应该被打破，这表明在高场超导剩余的存在下，薄膜不返回到预期的正常状态。
2005-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Edge polaritons at metal-insulator boundaries in a phase separated correlated oxide
本文利用中红外近场光学纳米显微镜在NdNiO$_{3}$薄膜的金属-绝缘体边界处发现了强约束、长传播的边缘极化激元，并揭示其电磁性质由边缘平滑度决定，为关联氧化物红外等离激元学开辟新方向。
2025-06-04 cond-mat.str-el
Large anomalous Nernst coefficient in an oxide Skyrmion crystal Chern insulator
通过第一性原理计算，预测了在EuO单层上引入载流子电子的Skyrmion晶体中会出现一个相当大的横向热电系数N，其大小可能达到应用的程度.这鼓励未来的实验来追求这样的效果。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal radiative near field transport between vanadium dioxide and silicon oxide across the metal insulator transition
二氧化钒和氧化硅之间的热辐射近场传输在亚微米的距离，预计将表现出强烈的依赖于二氧化钒的状态，在室温附近经历金属-绝缘体转变。本文报道了在二氧化钛（金红石）衬底上加热氧化硅微球和二氧化钒薄膜之间的近场热输运的测量。15 nm二氧化钒薄膜的温度在低于和高于金属-绝缘体-转变的温度下变化，球体温度在100和200摄氏度之间的范围内变化。测量使用基于真空的扫描热显微镜与悬臂式电阻热传感器进行。我们观察到的球和膜之间的距离依赖性的幂律趋势和电导对比度大于2的两个不同的相态的膜的每单位面积的热导率。
2016-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chemical Potential Shift in Doped Mott-insulators for Energy Storage Applications
本研究通过系统比较过渡金属氧化物电极和DFT+U计算，验证了掺杂Mott绝缘体降低Hubbard相互作用以增强电荷存储的假设，为强关联材料在储能中的应用提供了见解。
2024-07-18 cond-mat.str-el
Systematics in the metal-insulator transition temperatures in vanadium oxides
已知的钒氧化物中的九种，VO $_{2-1/n}$（n -正整数或负整数），其中n=2 - 6、8、9、$\infty$和-6，在各种温度T $_{MIT}$（V $_7$ O $_{13}$在T=0以上为金属）下经历伴随结构转变的金属-绝缘体转变。在确定这些跃迁的驱动力，电子-电子（Mott类）和电子-声子（Peierls类）相互作用的持续努力中，有几次尝试在T $_{MIT}$中找到作为n的函数的系统学。这里我们提出了一个出乎意料的简单而有启发性的系统学，它适用于正n：如果T $_{MIT}$是T $_M$（n）和T $_P$（n）之差的绝对值，它们分别代表电子-电子和电子-声子相互作用的贡献，则T $_M$ -T $_P$对1/n的所有数据点都位于或接近于两条简单的直线;一个是TPDMATHABMR-TPDMATHABMS = $_{\infty}$（7/n-1），对于VPDMATHABMUOPDMATHABMV，$_7$，VPDMATHABMVOPDMATHABMX，VPDMATHABMPOPDMATHABMQ，VPDMATHABMYOPDMATHABMZ，VPDMATHABMX $_{17}$和VOPDMATHABNB，另一个是TPDMATHABMR-TPDMATHABMS = TPDMATHABMT（3/n-1），对于VPDMATHABNBOPDMATHABMU，V $…
2015-10-28 cond-mat.str-el
La interstitial defect-induced insulator-metal transition in oxide heterostructures LaAlO3/SrTiO3
过氧化氢氧化物界面因其基础物理和全氧化物电子学应用前景而引起了人们极大的研究兴趣。基于第一性原理计算，我们提出了LaAlO 3/SrTiO 3（110）中表面La间隙促进界面绝缘体-金属转变的新理论.与表面氧空位对LaAlO 3/SrTiO 3（001）界面的绝缘体-金属转变起决定性作用相比，我们发现表面La空位在实验上更接近实际，更易于操作，并且在大气环境中更稳定。有趣的是，这些表面La晶体在导电的LaAlO 3/SrTiO 3（110）界面上也诱导出具有Ti dyz/dxz特征的自旋分裂态。另一方面，对于绝缘的LaAlO 3/SrTiO 3（110）（<4个晶胞LaAlO 3厚度），在LaAlO 3侧发现La（Al）和O原子之间的畸变，部分地补偿了偏振发散。我们的研究结果揭示了LaAlO 3/SrTiO 3（110）异质结构中金属-绝缘体转变的起源，也揭示了LaAlO 3/SrTiO 3（110）异质结构在电子和磁性应用中的新的可能性。
2017-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Selective Interface Control of Order Parameters in Complex Oxides
在复杂的材料中，观察到的电子相位和它们之间的跃迁通常涉及许多自由度之间的耦合，这些自由度的纠缠使对激发机制的理解变得复杂。金属-绝缘体转变就是这样一个问题，其中与结构、轨道、电荷和磁性序参量的耦合经常使基础物理学变得模糊。在这里，我们展示了一种方法来解开这个难题的异质结构的一个原型的多序复合氧化物NdNiO 3在超薄的几何形状，它保留了金属到绝缘体的过渡和散装的磁序参量，但完全抑制了对称性降低和电荷序参量。这些研究结果说明了实用的heterointerfaces作为一个强大的方法，用于删除竞争序参量，以获得更深入的了解过渡的性质，在这里揭示了磁顺序独立产生的过渡，导致一个纯粹的电子莫特金属-绝缘体过渡。
2015-07-22 cond-mat.str-el
Observation of Phonon-Assisted Magnon Absorption in Spin-Orbit Coupling Induced Mott Insulator Sr$_{2}$IrO$_{4}$
对二维自旋-轨道耦合诱导的层状钙钛矿结构莫特绝缘体Sr $_{2}$ IrO $_{4}$进行了红外透射测量。在180 K以下的吸收谱中，在1870 cm $^{-1}$附近观察到声子助磁振子模。最近邻超交换相互作用$J$估计为57 meV，这大约是氧化铜La $_{2}$ CuO $_{4}$的$J$值的一半。我们的研究结果表明，非平凡的性质，如超导性实现在相当高的温度在铱氧化物的可能性。
2013-01-09 cond-mat.str-el
Interaction-driven spin-orbit effects and Chern insulating phases in corundum-based $4d$ and $5d$ oxide honeycomb lattices
使用密度泛函理论计算与Hubbard $U$，我们探索拓扑非平凡相在$X_2$ O $_3$蜂窝层与$X=$ $4d$和$5d$阳离子插入带绝缘体$α$ -Al $_2$ O $_3$沿[0001]-方向。确定了几种有希望的量子反常霍尔绝缘体（QAHI）的候选者。特别地，对于$X$ =Tc和Pt，自旋轨道耦合（SOC）分别打开54和59 meV的能隙，导致具有$C$ =-2和-1的Chern绝缘体（CI）。不同的陈氏数的性质与相应的自旋织构有关。陈氏绝缘相对库仑排斥强度敏感：$X$ =Tc经历从Cl到平凡金属态的转变，超过$U_c$ =2.5 eV的临界强度。$X$ =Pd和Pt的等电子亚稳FM相之间的比较强调了电子相关性和SOC之间的复杂平衡：而前者是一个平凡的绝缘体，后者是一个陈绝缘体。此外，$X$ =Os原来是一个FM莫特绝缘体与一个未成对的电子在$t_{2g}$流形，SOC诱导一个异常高的轨道矩为0.34 $μ_{\rm B}$沿$z$轴。平行$3d$蜂窝状的情况下进行了讨论。
2018-11-10 cond-mat.str-el
Mean field approach plus the Bethe ansatz solution of one dimensional models of Kondo insulator
该研究结合平均场方法与Bethe ansatz求解半填充一维Kondo及对称Anderson格点模型的近藤绝缘体基态，揭示其与Mott绝缘体的相似性，并提出高T_c超导新机制。
2023-07-19 cond-mat.str-el
Dimer Mott Insulator in an Oxide Heterostructure
研究了在相关氧化物异质结构中设计人工莫特绝缘体的问题。我们考虑了基于离子不连续掺杂的量子限制的极限，并认为在GdTiO $_3$基质中的单个SrO层的情况下可以实现独特的二聚体莫特绝缘体。在二聚体莫特绝缘体中，电子不是局限于单个原子，而是局限于在两个TiO $_2$平面的双层上形成的分子二聚体上的键合轨道，类似于20世纪90年代研究的哈伯德阶梯的莫特绝缘状态。我们通过从头算和模型哈密顿量研究验证了二聚体莫特绝缘体的存在，并发现对于合理的Hubbard $U$值，它是稳定的和铁磁性的，具有0.65 eV量级的明确的成键/反键分裂，以及显著较小的Mott带隙，其大小取决于$U$。极性不连续性、强结构弛豫和电子关联的综合作用都有助于实现这种独特的基态。
2013-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valence-electron transfer and a metal-insulator transition in a strongly correlated perovskite oxide
我们提出了四重钙钛矿MCu 3（Ti 1-xRux）4 O 12（0 < x < 1）的输运和热数据。金属-绝缘体转变（MIT）在Ru浓度x~0.75时发生。同时，Ru破坏了Cu ~（2+）的反铁磁态，并以1：1的比例抑制了Cu ~（2+）的磁熵。这意味着每个Ru将电子转移到Cu离子，因此MIT与填充Cu 3d壳层相关。这种强关联电子材料中的Cu自旋熵为MIT系统提供了一个独特的探针。
2004-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological phases in layered pyrochlore oxide thin films along the [111] direction
本文从理论上研究了烧绿石氧化物A $_2$ B $_2$ O $_7$的多带哈伯德模型，其中B是具有强自旋轨道耦合的重过渡金属离子，在沿[111]方向取向的薄膜几何结构中.沿着这个方向，烧绿石晶格由B离子的交替的kagome和三角形晶格平面组成。我们考虑一个单一的可果美层，双层，和两个不同的三层。作为一个函数的自旋-轨道耦合，直接和间接的$d$ -轨道跳跃，和频带填充的强度，我们确定了一些情况下，一个非相互作用的时间反演不变的Z $_2$拓扑相位是预期的，我们建议一些候选材料。我们在Hatree-Fock理论下研究了半填充$d$壳层中的相互作用，并确定了可以找到零磁场Chern绝缘体的参数区域，其中Chern数为$\pm1$.最有希望的拓扑相的几何结构似乎是既支持Z $_2$拓扑绝缘体又支持Chern绝缘体的双层结构，以及三角形-kagome-三角形三层，其支持相对稳健的Chern绝缘体相。
2013-01-10 cond-mat.str-el
Metal-insulator transitions in pyrochlore oxides
Tokyo College, University of Tokyo（东京大学东京学院）
本综述聚焦烧绿石氧化物中的金属-绝缘体转变，阐述其由强电子关联、几何阻挫及自旋-轨道耦合共同作用产生的丰富电子与拓扑特性，指出该体系是研究关联电荷动力学与阻挫自旋-轨道纠缠磁学耦合的重要平台。
2025-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Length-scales of interfacial coupling between metal-insulator phases in oxides
控制过渡金属氧化物中的相变仍然是技术和基础科学相关性的中心特征。一个众所周知的例子是金属-绝缘体转变，它已被证明是高度可控的，而这种现象的一个不太好理解的方面是长度尺度，在该尺度上可以建立相。为了进一步了解这个问题，我们已经通过制造由SmNiO $_{3}$和NdNiO $_{3}$组成的外延超晶格，在不同温度下经历金属到绝缘体转变的两种材料，原子工程人工相分离系统。通过结合先进的实验技术和理论建模，我们证明了金属-绝缘体转变的长度尺度是由金属和绝缘体之间的畴壁的能量成本和体能量学的平衡控制的。值得注意的是，我们表明，这种效应的长度尺度超过了结构基序的物理耦合，为界面工程性质引入了一种新的范例，这种范例在批量中不可用
2019-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mott metal-insulator transition in the Doped Hubbard-Holstein model
基于目前对在许多钙钛矿氧化物中观察到的远离半填充的莫特绝缘体的理解的兴趣，我们使用Hatree-Fock平均场论研究了掺杂Hubbard-Holstein模型中的莫特金属-绝缘体转变（MIT）。Hubbard-Holstein模型是包含库仑和电子-晶格相互作用的最简单模型，它们是钙钛矿氧化物物理学中的重要成分。相反，半填充的哈伯德模型，它总是在一个单一的阶段（金属或绝缘），我们的研究结果表明，远离半填充，金属和绝缘区域的混合相发生。随着掺杂剂浓度的增加，金属部分的体积逐渐增大，直到其超过逾渗阈值，从而导致电导。这发生在临界掺杂剂浓度$δ_c$以上，该浓度取决于电子-晶格相互作用的强度，可以是单位的显著分数。这意味着即使对于大量掺杂，材料也可以是绝缘的，与掺杂空穴将破坏半填充哈伯德模型的绝缘行为的预期相反。我们的理论提供了一个框架的密度驱动的金属-绝缘体的转变在许多复杂的氧化物中观察到的理解。
2017-05-26 cond-mat.str-el
Magnetic ground state of pyrochlore oxides close to metal-insulator boundary probed by muon spin rotation
用μ子自旋旋转/弛豫（muSR）技术研究了金红石型烧绿石氧化物A_2Ru_2O_7（A = Hg，Cd，Ca）的磁性，其电子性质在局域离子图像中由非简并的t_2g轨道（Ru~（5+），4d~3）表征，从而受到几何阻挫.改变A阳离子（主要是二价）以考察共价性（Hg> Cd> Ca）对它们的电子性质的影响。在A = Hg的样品中，在>> 100 K以下表现出明显的金属-绝缘体（MI）转变（这与弱结构转变相关），观察到几乎相称的磁序根据MI转变发展。同时，在A = Cd的情况下，MI转变被抑制到电阻率的小异常水平，μ子探测的局部场分布表明在低于» 30 K时出现了一定的磁不均匀性。此外，在保持金属性的Ca2Ru2O7中，我们发现在>> 25 K以下高度不均匀的局部磁性来自随机取向的Ru磁矩，因此被描述为"冻结自旋液体"状态。随机性增加和游动性随共价性降低的系统趋势表明这两个性状之间存在着密切的关系。作为轨道简并性和Jahn-Teller不稳定性影响的参考，我们研究了四价钌基烧绿石Tl_2Ru_2O_7（Ru~（4+），4d~4），其中μ SR的结果表明其为非磁性基态，这与中子衍射实验所提出的Half链的形成相一致.
2010-06-23 cond-mat.str-el
Microscopic Study of Electronic and Magnetic Properties for Ir Oxide
利用精确对角化和变分集团近似（VCA）方法，研究了由$5d$轨道的$t_{2g}$流形组成的二维三带哈伯德模型中强自旋轨道耦合诱导的新型莫特绝缘体的性质.为了表征基态，我们引入了一个局部的Kramer二重态，它可以代表一个具有有效角动量$J_{\rm eff}=|{\bm S}-{\bm L}|=1/2$和自旋$S=1/2$的态。系统地研究了由Kramer二重态定义的赝自旋结构因子，结果表明$J_{\rm eff}=1/2$ Mott绝缘体与$S=1/2$莫特绝缘体是光滑连接的.使用克莱默的双重作为一个变分状态的VCA，我们研究的莫特绝缘相的单粒子激发。这些结果进行了比较，最近的实验上的Sr $_2$ IrO $_4$。
2011-06-02 cond-mat.str-el
Magnetically-driven orbital-selective insulator-metal transition in double perovskite oxides
相互作用驱动的金属-绝缘体转变或莫特转变在凝聚态系统中被广泛观察到。在多轨道系统中，多体物理更加丰富，其中轨道选择性的金属-绝缘体跃迁是一个有趣而独特的现象。在这里，我们使用第一性原理计算表明，磁性转变（从顺磁性到长程磁性有序）可以同时诱导轨道选择性绝缘体金属转变的岩盐有序双钙钛矿氧化物$A_2BB'$ O $_6$其中$B$是一个非磁性离子（Y $^{3+}$和Sc $^{3+}$）和$B'$的磁性离子与$d^3$电子配置（Ru $^{5+}$和Os $^{5+}$）。轨道选择性源于磁性离子$B'$所在的面心立方晶格的几何挫折。包括现实的结构扭曲和自旋轨道相互作用不影响过渡。预测的轨道选择性跃迁自然解释了在Sr $_2$ YRuO $_6$的电阻率中观察到的异常。其他可用的实验数据的影响进行了讨论。我们的工作表明，通过利用非二分晶格上的几何挫折，新的电子/磁性/轨道耦合相变可以发生在金属-绝缘体相边界附近的相关材料。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Separating electric field and thermal effects across the metal-insulator transition in vanadium oxide nanobeams
我们目前的结果从实验研究的平衡和非平衡输运性质的钒氧化物纳米梁附近的金属-绝缘体转变（MIT）。应用一个大的电场在绝缘阶段的纳米梁产生一个突变的MIT和驱动的转变中的热和非热效应的个人角色进行了研究。在远低于MIT临界温度（$T_c$）的温度（$T$）下，在几个纳米级钒氧化物器件中的传输测量表明，$T$和电场在诱导MIT中起着明显独立但关键的作用。具体而言，在$T << T_c$处，电场通过雪崩型过程主导MIT，而热效应随着$T$接近$T_c$而逐渐变得关键。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Double perovskite heterostructures: Magnetism, Chern bands, and Chern insulators
氧化物异质结构可控生长的实验表明，实现低维关联电子拓扑非平凡态的前景。在这里，我们研究异质结构组成的{111}-双层的双钙钛矿隔离惰性带绝缘体。在本体中，这些双钙钛矿具有与巡游电子相互作用的明确的局部矩，从而导致高温铁磁性。在二维蜂窝状{111}-双层结构中，我们发现了一个丰富的相图，具有可调的铁磁序，拓扑Chern带和C=2的Chern绝缘体制度。一个有效的双带模型塞曼分裂j=3/2状态捕捉到这种非平凡的带拓扑结构。我们的研究结果是广泛的相关性氧化物材料，如Sr 2FeMoO 6，Ba 2FeReO 6，Sr 2CrWO 6。
2014-07-28 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition through a semi-Dirac point in oxide nanostructures: VO$_2$ (001) layers confined within TiO$_2$
多层（TiO $_2$）$_m$ /（VO $_2$）$_n$纳米结构（$d^1$ - $d^0$界面没有极性不连续）在第一原理计算中显示相对于VO $_2$层厚度的金属-绝缘体转变。对于$n$ $\geq$ 5层，系统变为金属，而对于$n$ = 1和2，系统是绝缘的。当$n$ = 3和4时，金属-绝缘体相变通过半狄拉克点相发生，其中费米面是点状的，电子在k空间中沿带对角线方向表现为无质量，沿垂直方向表现为有质量的费米子。我们提供了一个分析的电子结构的演变，通过这一前所未有的绝缘体到金属的过渡，并确定它是由于量子限制产生一个非直观的轨道排序的V $d^1$离子，而不是一个特定的氧化物界面效应。自旋-轨道耦合不会破坏计算出的基态的半狄拉克点，其中自旋沿着金红石c轴对齐，但是如果自旋位于基面中，它确实会打开一个相当大的间隙。
2009-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Elastic and magnetic properties on field-induced Metal-Insulator transition of bilayer manganese oxide $(La_{1-z} Pr_z)_{1.2} Sr_{1.8} Mn_2 O_7$ ($z$=0.6)
用超声和高场磁化强度测量方法研究了327双层锰氧化物$(La_{1-z} Pr_z)_{1.2} Sr_{1.8} Mn_2 O_7$（$z$ =0.6）单晶的弹性和磁性。一个明显的弹性异常，观察到在低温和高磁场时，越过相界。一个明显的弹性软化作为磁场的函数（$H$）出现在低温磁相的边界低于40 K，伴随着一个明显的滞后。然而，在高场区域中，这些弹性常数随着高场区域中的磁场的增加而表现出增加。表征磁状态的高场磁化测量澄清了弹性应变和磁矩之间的强联系。在40 K以上的高场区发现了新的变磁相变，且没有磁滞现象。弹性常数的目前的结果进行了讨论的弹性应变与声波和相关的磁矩，和相关的导带之间的耦合效应。用弹性应变和磁化率之间的强耦合$chi$ $_{m}$ = $partial$ $M$ / $partial$ $H$合理地解释了它们。
2006-09-20 cond-mat.str-el
Strain induced pressure effect in pulsed laser deposited thin films of the strongly correlated oxide V2O3
采用脉冲激光沉积法在Al 2 O3（0001）衬底上生长了厚度约为10 nm的V2 O3薄膜。XRD分析结果与R-3c空间群一致。其中一些样品表现出V2 O3块体材料的金属/绝缘体转变特性，而另一些样品则表现出金属行为。对于后者，XPS分析表明钒的氧化态为+III。有没有金属/绝缘体的转变，在此样品中，在150 K附近和一个强相关的费米液体rho = AT 2行为的电阻率在低温下观察到，与1.2 × 10-4欧姆厘米，3倍大于体值在25千巴的值A。
2006-09-14 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
Engineering spin-orbital magnetic insulator by tailoring superlattices
复杂铱氧化物中自旋轨道耦合和电子关联的新相互作用最近成为关联电子物理的新范式。由于~0.5 eV的大自旋轨道耦合（与转移能t相当）以及晶场分裂$Δ$和库仑U，在一个狭窄的材料相空间中出现了磁性绝缘体、带绝缘体、半金属和金属等多种基态。利用这种微妙的竞争的基态，我们成功地定制了半金属SrIrO $_3$的自旋轨道磁绝缘体通过控制维度使用超晶格[（SrIrO $_3$）$_m$，SrTiO $_3$ ]，并显示磁有序触发过渡到磁绝缘体。这些结果可以用第一性原理计算很好地描述。这项研究是一个重要的一步，设计和实现复杂的Ir氧化物具有很强的自旋轨道耦合的拓扑相。
2014-01-06 cond-mat.str-el
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
Topological Hall effect in a non-magnetic metal interfaced to a canted antiferromagnetic insulator in perovskite oxide heterostructures
本文报道了 DyFeO$_3$/CaRuO$_3$ 钙钛矿异质界面中由非共面自旋织构产生的拓扑霍尔效应，在 20 K 下观测到相当于 30 T 有效磁场的阶梯状霍尔信号，证明涌现场邻近效应具有普适性并拓展了材料选择范围。
2024-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Magnetoresistance Effect in the Metal-Insulator Transition of Pyrochlore Oxide Nd2Ir2O7
研究了烧绿石氧化物Nd_2 Ir_2 O_7的磁电阻（MR）效应，其在T_MI =33 K时表现出金属-绝缘体转变。在高于T_MI的金属态下观察到较小的正MR效应，而在低于T_MI的绝缘态下观察到较大的负MR效应。在1 K和9 T的磁场下，磁电阻效应超过3000%。其结果是，我们证实了在高达56 T的电场中从绝缘状态到具有小带隙或部分带隙的状态的交叉。此外，从Eu_2 Ir_2 O_7（T_MI = 120 K）和Gd $_2$ Ir $_2$ O $_7$（T_MI = 127 K）的磁共振效应中，我们发现烧绿石铱酸盐Ln_2 Ir_2 O_7的大的负磁共振效应依赖于镧系元素Ln^{3+}离子的磁性。d-f相互作用在绝缘态的大的负MR效应中起着重要的作用。
2013-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin and orbital degrees of freedom in transition metal oxides and oxide thin films studied by soft x-ray absorption spectroscopy
过渡金属化合物具有丰富的物理性质，如金属-绝缘体转变、巨磁阻、超导、磁光和自旋相关输运。现在越来越清楚的是，为了描述过渡金属化合物，电荷，轨道，自旋和晶格自由度都应该考虑在内。随着人们认识到局部轨道占据在许多过渡金属化合物中起着重要作用，需要能够测量轨道占据的实验技术。该技术是软X射线吸收光谱法。在这个PhD本文将通过以下几个例子来说明这种技术的实用性：1）NiO薄膜的磁场线性二向色性与晶场线性二向色性。2)自旋-轨道耦合在CoO块材和CoO薄膜中的重要性。3)利用反铁磁体对准反铁磁薄膜中的自旋。4)钴酸盐的自旋态之谜。5)LaTiO_3中轨道动量和晶场分裂的测定。6)VO 2中的轨道辅助金属-绝缘体转变。
2005-05-09 cond-mat.str-el
Magnetic proximity effect at the interface of two-dimensional materials and magnetic oxide insulators
本综述聚焦二维材料与磁性氧化物绝缘体界面的磁近邻效应，介绍了由磁交换和自旋轨道耦合引发的独特自旋现象，并展望了基于自旋输运的混合器件在信息存储与逻辑器件中的应用及挑战。
2023-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Role of oxygen-oxygen hopping in the three-band copper-oxide model: quasiparticle weight, metal insulator and magnetic phase boundaries, gap values and optical conductivity
我们研究了氧-氧跳跃对高$T_c$铜氧化物三带模型的影响，发现氧-氧跳跃的变化对模型物理性质的影响很小。在相互作用强度和电荷转移能量的平面中的金属-绝缘体相边界的位置沿着电荷转移轴移动$\sim 0.5$ eV或更小，准粒子重量具有近似相同的幅度和掺杂依赖性，并且相图的电子掺杂侧和空穴掺杂侧的定性特征不改变。结果证实了La $_2$ CuO $_4$是一种具有中等相关强度的材料。然而，磁相界以及较高的能量特性的光谱被发现依赖于氧-氧跳跃的幅度。我们将我们的结果与以前发表的单波段和三波段模型计算进行比较。
2011-02-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spectrum for non-magnetic Mott insulators from power functional within Reduced Density Matrix Functional Theory
一个能够处理强关联固体的完全第一性原理理论仍然是现代材料科学的突出挑战。过渡金属氧化物就是一个例子，典型的莫特绝缘体，即使在没有长程磁序的情况下也能保持绝缘。捕捉这些材料的非磁性绝缘状态对任何现代电子结构理论都提出了困难的挑战。在本文中，我们证明了约化密度矩阵泛函理论，结合功率泛函，可以成功地处理非磁性绝缘状态的过渡金属氧化物NiO和MnO。我们表明，电子光谱保留了一个间隙，即使在没有自旋顺序。我们进一步讨论了RDMFT对莫特绝缘体和带状绝缘体的详细方法，发现对于后者，仅需要占用数最小化，但对于前者，占用数和自然轨道的完全最小化是必不可少的。
2015-07-07 cond-mat.str-el
Monte Carlo study of an unconventional superconducting phase in Ir-oxide J_{eff}=1/2 Mott insulators induced by carrier doping
基于微观理论研究，我们表明，新的超导电性是由载流子掺杂在层状钙钛矿Ir氧化物中诱导的，其中强的自旋轨道耦合导致有效的总角动量J_{eff} =1/2莫特绝缘体。用变分蒙特卡罗方法，在正方晶格上的t_{2g}三轨道哈伯德模型的基态相图中发现了一个非常规超导态.这种超导状态的特征在于由J_{eff} =1/2 Kramers双重态形成的d_{x^2-y^2}波“赝自旋单线态”，因此包含t_{2g}电子的轨道间以及单线态和三线态分量。对于载流子掺杂的Sr_2IrO_4，发现只有电子掺杂才能稳定超导态，而空穴掺杂则不能稳定超导态。我们还研究了一个有效的单轨道哈伯德模型，讨论了它与高T_c铜氧化物超导体的相似性和多轨道效应。
2012-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of the electronic structure across the filling-control and bandwidth-control metal-insulator transitions in pyrochlore-type Ru oxides
我们已经进行了光电子发射和软X射线吸收的研究，即填充控制系统Sm $_{2-x}$ Ca $_x$ Ru $_2$ O $_7$和带宽控制系统Sm $_{2-x}$ Bi $_x$ Ru $_2$ O $_7$，这表明绝缘体到金属的转变，随着钙和铋浓度的增加，分别。Sm $_{2-x}$ Ca $_x$ Ru $_2$ O $_7$中的芯能级和O 2 $p$价带随Ca浓度的变化呈现出几乎相同的单调向上的能量移动，这表明空穴掺杂导致化学势向下移动。Sm $_{2-x}$ Ca $_x$ Ru $_2$ O $_7$中的Ru 4 $d$带也随着空穴掺杂而向费米能级（$E_F$）移动，并且$E_F$处的态密度（DOS）增加.另一方面，Sm $_{2-x}$ Bi $_x$ Ru $_2$ O $_7$中的芯能级除了Ru 3 $d$芯能级之外没有显示出明显的能量移动，其线形变化也反映了金属屏蔽随Bi浓度的增加。我们观察到明显的光谱重量转移从非相干的Ru 4d $t_{2g}$带与Bi浓度，这是预期的带宽控制莫特-哈伯德系统的相干部分。根据最近的理论预测，在$E_F$下，在带宽控制Sm $_{2-x}$ Bi $_x$ Ru $_2$ O $_7$中的DOS增加比在填充控制Sm $_{2-x}$ Ca $_x$ Ru $_2$ O $_7$中的DOS增加更突然。讨论了Bi 6 $sp$带和R…
2006-03-10 cond-mat.str-el
Electrostatic Control of the Evolution from Superconductor to Insulator in Ultrathin Films of Yttrium Barium Copper Oxide
的电输运性质的Al2O3 YBCO薄膜已被修改使用双电层晶体管配置采用离子液体。采用高压氧溅射法在SrTiO3衬底上生长薄膜。一个明确的演变，从超导体绝缘体观察到名义上7个单位电池厚的薄膜。利用有限尺寸标度分析，发现在6 K到22 K的温度范围内，电阻随温度的变化曲线R（T）塌缩为单一标度函数，这表明存在量子临界点。然而，缩放失败，在最低的温度表明超导和绝缘制度之间存在一个额外的阶段。
2011-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Quantum Chemistry Plus Dynamical Mean Field Approach for Correlated Insulators: Application to La_{2}CuO_{4}
虽然传统的局域密度近似（LDA）不能描述莫特绝缘体，但例如Hubbard $U$的{ \it ab-initio}确定限制了LDA+动态平均场论（DMFT）方法。在这里，我们试图通过实现量子化学（QC）方法与DMFT的融合来克服这些瓶颈。QC+DMFT通过其QC对应物取代LDA带结构作为DMFT的输入。使用QC+DMFT，我们表明，未掺杂的$La_{2}CuO_{4}$是一个$d$ -莫特绝缘体，并定性地讨论了循环电流和非相干金属相，在小，但有限的空穴掺杂。与实验光电发射光谱和光学光谱非常好的定量一致性构成了QC+DMFT有效性的有力支持。因此，我们的工作开辟了一个新的途径，真正的{ \it从头}相关为基础的方法来描述相关的电子系统一般。
2009-02-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strain-Driven Disproportionation at a Correlated Oxide Metal-Insulator Transition
复合氧化物薄膜中的金属-绝缘体相变是一种令人兴奋的现象，它可能对器件应用有用，但在许多情况下，导致这种相变的物理机制还没有完全理解。在这里，我们表明，外延应变产生的NiO 6八面体，通过在氧化学计量的变化驱动的局部pactionation，这直接修改的金属到绝缘体的相变在外延（001）NdNiO 3薄膜。理论上，我们预测Ni-O-Ni键角减小，而八面体倾斜和NiO_6八面体的局部偏折增加，导致在其他金属系统中的小的带隙。这是由在稀土镍酸盐中的氧空位浓度随着面内双轴拉伸应变的增加而增加驱动的。实验上，我们发现随着双轴拉伸应变的增加，赝立方晶胞体积和电阻率增加，证实了我们的理论预测。用电子能量损失谱和X射线吸收，我们发现随着拉伸应变的增加，Ni价态减少。这些结果表明，外延应变修改稀土钙钛矿薄膜的氧化学计量比，并通过这种机制影响这些化合物中的金属-绝缘体相变。
2019-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
