Electronic Structure and magnetism in Ir based double-perovskite Sr$_2$CeIrO$_6$
采用第一性原理计算研究了Ir基双钙钛矿体系Sr $_2$ CeIrO $_6$的电子结构和磁性.我们发现,一个强大的自旋轨道耦合决定了该系统的电子和磁性。小的$U$值和SOC值可以在费米能级上打开一个能隙,提供了新的J $_{eff}$ = 1/2 Mott量子态的可能性。计算结果表明,该体系的磁性基态是反铁磁的,与磁化强度数据一致,并给出了该体系的自旋和轨道矩值,这与其他同结构Ir基化合物的结果一致.
2013-01-26 cond-mat.str-el
Novel magnetism of Ir5+ ions in the double perovskite Sr2YIrO6
合成并研究了一种新型双钙钛矿结构Sr 2 YIrO 6单晶。尽管有两个非常不利的条件,即五价Ir ~(5+)(5d ~ 4)离子在强自旋轨道耦合(SOC)极限下具有Jeff=0的单重态基态,以及Ir ~(5+)离子形成的面心立方结构中的几何挫阻,我们观察到这种铱酸盐在低于1.3 K的温度下经历了一种新的磁转变。我们提供了令人信服的实验和理论证据表明,磁性的起源是在一个不寻常的相互作用之间的强非立方晶场和中等强度的SOC。Sr 2 YIrO 6提供了一个罕见的例子失败的SOC的主导地位的虹膜。
2013-11-09 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
Excitonic magnetism in $d^6$ perovskites
我们用LDA+U方法研究了具有$d^6$电子组态的过渡金属钙钛矿如LaCoO $_3$中激子凝聚的可能性。对于现实的相互作用参数,我们发现几个不同的解决方案表现出自旋三重态激子凝聚体,这引起了当地的自旋密度分布,而有序的时刻是消失的小。从理想的立方结构的菱面体扭曲抑制有序状态,相反的自旋轨道耦合,提高激子凝聚能。我们解释了在数值模拟中观察到的趋势与一个简化的强耦合模型的帮助下。我们的研究结果表明,LaCoO $_3$是接近激子的不稳定性,并建议的方法,使其秩序。
2017-03-16 cond-mat.str-el
Magnetism and spin-orbit coupling in Ir-based double perovskites La$_(2-x$Sr$_x$CoIrO$_6$
用X射线磁性圆二色性研究了双钙钛矿La $_{2-x}$ Sr $_x$ CoIrO $_6$中Ir的自旋磁矩和轨道磁矩。在La $_2$ CoIrO $_6$中,$^{4+}$反铁磁耦合到倾斜的Co $^{2+}$亚晶格的弱铁磁磁矩,并显示出异常大的负总磁矩(-0.38\,$μ_{\text B}$ /f. u.)结合强自旋轨道相互作用。相反,在Sr $_2$ CoIrO $_6$中,Ir $^{5+}$具有几乎没有轨道贡献的顺磁矩。一个简单的动能驱动的机制,包括自旋轨道耦合解释了为什么Ir是易受大量的磁矩在双钙钛矿结构的感应。
2012-06-21 cond-mat.str-el
Exceptionally strong magnetism in 4d perovskites RTcO3 (R=Ca,Sr,Ba)
用混合密度泛函理论和蒙特卡罗模拟研究了4d 3钙钛矿RTcO 3(R=Ca,Sr,Ba)的磁有序温度的演化及其与电子和结构性质的关系。当与最广泛研究的3d钙钛矿相比时,4d壳的大空间范围和它们与氧的相对强的杂化减弱了形成Jahn-Teller样轨道有序的趋势。这加强了超交换的相互作用。得到的绝缘G型反铁磁基态的特征在于大的超交换耦合常数(26-35 meV)和Neel温度(750-1200 K)。这些单调增加的R离子半径的函数,由于逐步增强的体积和相关的减少的合作旋转的TcO 6八面体。
2011-06-28 cond-mat.str-el
Exotic Magnetism and Spin-Orbit Assisted Mott Insulating State in a $3d-5d$ Double Perovskite
利用中子粉末衍射和体磁化研究了Ca $_2$ MnReO $_6$双钙钛矿的磁结构,发现Mn的磁矩[ $4.35(7)$ $μ_B$ ]与小Re磁矩[$0.22(4)$ $μ_B$]呈正交排列. $Ab$ -initio电子结构计算表明,Re $5d$电子的强自旋-轨道耦合与相对适度的原位库仑排斥($U_{eff}^{Re} \gtrsim 0.6$ eV)相结合足以使该材料绝缘。这是一个罕见的例子自旋轨道辅助莫特绝缘体以外的领域的虹膜,具有显着的磁性。
2018-02-08 cond-mat.str-el
Kitaev Magnetism and Fractionalized Excitations in Double Perovskite Sm2ZnIrO6
对Kitaev自旋液体特别是三维固体的探索是凝聚态物理长期追求的目标,因为这些状态可能会产生携带分数量子数的奇异新型准粒子激发,即Majorana费米激发。在这里,我们报告的Kitaev自旋液体通过拉曼测量的这一特性的实验签名。Sm 2 ZnIrO 6是一种强自旋轨道耦合的莫特绝缘体,其中Jeff = 1/2控制了物理过程,这为Kitaev自旋液体的这一特征提供了有力的证据。随着温度的降低,我们发现,自旋激发形成一个连续的预期在有序的反铁磁体在传统的尖锐模式相反。我们观察到的一个广泛的磁连续和声子自能参数的异常重整化证明了存在的Majorana费米子从自旋分馏双钙钛矿结构的Kitaev-Heisenberg几何挫折的双钙钛矿系统的理论证明。
2019-11-28 cond-mat.str-el
Structure, Magnetism and First Principles Modeling of the Na0.5La0.5RuO3 Perovskite
采用固相法合成了高纯多晶Na 0. 5La 0. 5 RuO 3,并通过测量其磁化率、热容和电阻率对其性能进行了研究。我们发现它是一个tetraphylactic钙钛矿,与早期的报告相反,随机La/Na混合。居里-外斯温度为-231 K,有效磁矩为2.74 uB/mol-Ru,在1.8 K以下没有磁有序。在1.4 K的热容量的一个宽的驼峰,但是,表明存在一个玻璃态的磁性转变,我们归因于随机分布的Na和La的钙钛矿A网站的影响。比较CaRuO 3,一个结构有序的钙钛矿具有相似的性能,提出。第一性原理计算表明,Na-La分布决定了Ru离子之间的局部磁交换相互作用,有利于反铁磁或铁磁耦合时,当地的环境是Na或La丰富。因此,我们的数据和分析表明,在该钙钛矿中的A位点上混合具有不同电荷和大小的阳离子通过局部磁交换相互作用的平衡导致磁挫折。
2020-09-23 cond-mat.str-el
Vibronic order and emergent magnetism in cubic $d^1$ double perovskites
针对此前未被评估的立方$d^1$双钙钛矿中纠缠态的位点间关联问题,研究发现自旋轨道与振动电子耦合共存引发的纠缠态可形成磁有序与动态振动电子序共存的相,合理解释了相关实验相的未解特征。
2023-05-22 cond-mat.str-el
Unraveling the nature of magnetism of the 5$\boldsymbol{d^4}$ double perovskite Ba$_2$YIrO$_6$
本文报道了双钙钛矿结构Ba $_2$ YIrO $_6$的电子自旋共振(ESR)谱。一般来说,由于Ir $^{5+}$(5 $d^4$)离子的自旋和轨道动量的强耦合,这种材料预计是可折叠的。然而,有争议的实验报告,无论是强反铁磁性与静态秩序在低温下或只是一个弱顺磁性行为引发了讨论的普遍接受的情况下,强自旋轨道耦合基态的5 $d^4$铱酸盐和出现一个新的奇异的磁性状态的崩溃。我们的数据表明,所研究的材料的磁性仅仅是由于百分之几的Ir $^{4+}$和Ir $^{6+}$磁缺陷,而定期的Ir $^{5+}$网站保持不变。值得注意的是,在$T\lesssim 20$ K的ESR谱中,缺陷Ir $^{6+}$物种表现出磁相关性,这表明最近的理论所提出的双prevoskites中的超交换的长程特征。
2018-06-11 cond-mat.str-el
Noncollinear magnetism in distorted perovskite compounds
利用局域自旋密度近似下的能带结构计算结果,我们证明了晶体畸变如何影响正交畸变钙钛矿的磁结构,从而导致非共线自旋排列。我们的研究结果表明,非共线的自旋磁矩,通常是小的La $M$ O $_3$系列与$M$ =Cr-Fe,是大的SrRuO $_3$。
2003-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism in Re-based ferrimagnetic double perovskites
用X射线磁圆二色性(XMCD)方法研究了双钙钛矿结构A_2FeReO_6(A = Ba,Sr,Ca)中Re 5d离子在Re L(2,3)边的自旋和轨道磁矩.在这些亚铁磁性化合物中,在Re原子处检测到异常大的负自旋和正轨道磁矩。在双钙钛矿Sr2ScReO6中观察到的“非磁性”双钙钛矿中有限自旋磁矩的存在证明Re也具有小但有限的固有磁矩。我们进一步表明,通常被忽视的碱土金属离子的例子,钡和钙,无疑也有助于亚铁磁双钙钛矿的磁性。
2009-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exotic magnetism on the quasi-FCC lattices of the $d^3$ double perovskites La$_2$NaB$'$O$_6$ (B$'$ $=$ Ru, Os)
我们发现的长程和短程($ζ$ $=$ 70 Ω ~在4 K)非公度磁序的准面心立方(FCC)晶格的单斜双钙钛矿La $_2$ NaRuO $_6$和La $_2$ NaOsO $_6$分别。FCC晶格上的无公度磁序还没有被平均场理论预测,但可能通过不等价的最近邻和下一个最近邻交换相互作用的微妙平衡而产生。在长程有序的Ru系统中,非弹性中子散射也揭示了自旋能隙$Δ$ $\sim$ 2.75 meV。磁各向异性通常在更熟悉的八面体配位$3d^3$系统中最小化,因此对于La $_2$ NaRuO $_6$观察到的大能隙可能是由于该$4d^3$材料中自旋-轨道耦合的显著增强的值。
2014-01-07 cond-mat.str-el
Study of Nontrivial Magnetism in 3$d$-5$d$ Transition Metal based Double Perovskites
强关联的3 $d$过渡金属(TM)原子与5 $d$ TM原子的强自旋轨道耦合(SOC)共存是奇异物理现象的潜在宿主。在本工作中,我们研究了La $_2$ CoIrO $_6$(LCIO)中这种共存所产生的磁性,LCIO是体3 $d$ -5 $d$双钙钛矿的代表。为了进一步了解Co-$d$态对Ir-$d$态的影响,我们与同结构的La $_2$ ZnIrO $_6$进行了比较.在第一性原理计算的框架下,利用朗道理论和磁多极分析对磁态进行了深入的分析,结果表明,LCIO中两个组成TM原子处的磁性是由两个不同的磁序参量驱动的,自旋矩作为主要序参量,导致Co中时间反转态的破坏,而更高阶的多极子:Ir磁态的三重偶极。与Ir- $t_{2g}$轨道的紧束缚分析,进一步表明,Ir- $d$状态几乎不受Co- $d$状态的影响,与多极分析一致。在目前的工作中,相关的多极子的计算层次结构可以在中子衍射测量中探索,激励在这个方向上进一步的实验。
2020-01-05 cond-mat.str-el
Nature of the magnetism of iridium in the double perovskite Sr2CoIrO6
本文报道了铱酸盐双钙钛矿Sr $_2$ CoIrO $_6$的磁性研究,它是一种名为Ir $^{5+}$ Van Vleck $J_{eff}=0$系统.在$L_{2,3}$边缘使用X射线吸收(XAS)和X射线磁性圆二色性(XMCD)光谱,我们发现磁矩的轨道贡献几乎为零,因此$J_{eff}=0$基态明显击穿。通过在$L_{2,3}$边缘进行XAS和XMCD实验,并通过进行详细的全原子多重态计算来模拟所有光谱,我们发现该化合物由约90%的Ir $^{5+}$($J_{eff}=0$)和Co $^{3+}$($S=2$)以及10%的Ir $^{6+}$($S=3/2$)和Co $^{2+}$($S=3/2$)组成。该少数Ir $^{6+}$组分的磁信号几乎与主要Ir $^{5+}$组分的磁信号同样强。我们推测在该化合物中Ir $^{5+}$ -Co $^{3+}$和Ir $^{6+}$ -Co $^{2+}$构型之间存在竞争。
2019-06-07 cond-mat.str-el
Low-moment magnetism in the double perovskites Ba2MOsO6 (M=Li,Na)
用μ子自旋转动方法研究了同构双钙钛矿结构Ba $_2$ NaOsO $_6$和Ba $_2$ LiOsO $_6$的磁基态.在Ba $_2$ NaOsO中,$_6$长程磁序通过低于$T_{\mathrm{c}}=7.2\pm 0.2\;\mathrm{K}$的自发μ子自旋进动信号的开始而被检测到,而在Ba $_2$ LiOsO $_6$中,在低于8 K的温度下发现静态但空间无序的内场。用一种新的概率论论证了$_2$ NaOsO $_6$的基态是低矩($\approx 0.2$ \,$μ_{\rm B}$)铁磁性而不是斜反铁磁性. Ba $_2$ LiOsO $_6$是反铁磁的,在5.5T处发现了自旋翻转跃迁.一个减少的锇矩是共同的两种化合物,可能产生的自旋轨道耦合和挫折的组合。
2011-11-08 cond-mat.str-el
Dynamic magnetism in the disordered hexagonal double perovskite BaTi$_{1/2}$Mn$_{1/2}$O$_{3}$
磁性挫折和混乱是阻止磁性秩序出现的关键因素。在无序六方双钙钛矿BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$中,Mn $^{4+}$阳离子与$S=3/2$自旋可以形成磁性三聚体或二聚体的高度相关态,或者保持为弱相互作用的孤儿自旋。在低温($T$)下,二聚体响应可忽略不计,磁性主要由三聚体和孤儿决定。为了探索磁阻挫、无序和可能的量子涨落的作用,研究了BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$的剩余磁自由度的低$T$磁性。热容量数据和磁化率显示没有证据的磁有序相的相变,但表明相关的自旋状态的形成。低温自旋动力学的这种状态,然后探索$μ$ SR实验。零场$μ^{+}$弛豫速率数据显示,在低至$T=19$ mK时没有静态磁性,纵向场实验也支持动态磁性在低$T$时持续存在。我们的结果解释的自旋玻璃态,这源于一个无序的晶格孤儿自旋和三聚体。然而,不排除BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$中的自旋液体状态,并且还对其进行了讨论。
2019-02-11 cond-mat.str-el
Electronic structure of Fe and magnetism in the $3d/5d$ double perovskites Ca$_2$FeReO$_6$ and Ba$_2$FeReO$_6$
用软X射线吸收谱(XAS)和磁性圆二色性(XMCD)研究了(i)在$T_{MI} \sim 140$ K下具有金属-绝缘体转变的单斜晶系Ca $_2$ FeReO $_6$和(ii)准立方半金属Ba $_2$ FeReO $_6$陶瓷双钙钛矿中Fe的电子结构和磁性.这些材料显示出不同的Fe $L_{2,3}$ XAS和XMCD谱,这主要与它们不同的平均Fe氧化态有关(对于Ca $_2$ FeReO $_6$,接近Fe $^{3+}$;对于Ba $_2$ FeReO $_6$,介于Fe $^{2+}$和Fe $^{3+}$之间),尽管与等电子(Ca $^{2+}$ /Ba $^{2+}$)取代有关。对于钙$_2$ FeReO $_6$,沿磁场方向的粉末平均Fe自旋矩($B = 5$ T),由XMCD实验探测,强烈减少与先前通过中子衍射获得的自发Fe矩相比,与磁矩被约束保持在易平面内的情况一致。对于$B=1$ T,不饱和XMCD信号被减小到低于$T_{MI}$,这与到易磁化轴状态的磁转变一致,易磁化轴状态进一步减小了场方向上的粉末平均磁化。对于Ba $_2$ FeReO $_6$,场取向的Fe自旋大于Ca $_2$ FeReO $_6$($B=5$ T),并且Fe磁矩的温度依赖性与$T_C^{Ba} = 305$ K下的磁有序转变一致。我们的研究结果说明了显着的影响,这些Fe/Re双钙…
2019-05-13 cond-mat.str-el
Crystal field and magnetism of Pr$^{3+}$ and Nd$^{3+}$ ions in orthorhombic perovskites
通过将Wannier函数基的局域哈密顿量展开为一系列球张量算符,计算了表征RMO $_3$钙钛矿(R = Pr,Nd,M = Ga,Co)中稀土离子晶场的15个参量.该方法包含一个单一的可调参数,其特征在于杂化的R($4f$)状态与氧配体的状态。随后,通过对角化有效汉密尔顿量来确定三价R离子的能级和磁矩,该有效汉密尔顿量除了包含晶场之外,还包含$4f$电子-电子排斥、自旋-轨道耦合以及与磁场的相互作用。在镓化合物的能级的地面多重同意在几毫电子伏与其他作者的实验确定。对于所有四个化合物的问题的磁化率的温度依赖性的测量多晶样品,并与计算结果进行比较。对于NdGaO,$_3$理论也与Luis { \it et al.} Phys. Rev. B { \bf 58},798(1998)。实验结果与理论符合较好。
2013-06-25 cond-mat.str-el
Electronic correlations, magnetism and Hund's rule coupling in the ruthenium perovskites SrRuO$_3$ and CaRuO$_3$
本文采用密度泛函理论和动力学平均场理论对赝立方晶系材料CaRuO $_3$和SrRuO $_3$进行了比较研究。相图确定两种材料作为哈伯德排斥$U$和洪德规则耦合$J$的函数。金属和绝缘相被发现,是铁磁和顺磁状态。确定了相关相边界的位置。根据计算的相图,Mott主导和Hund的主导制度的强关联进行了区分。计算的性能与实验的比较表明,实际的材料是在洪德的耦合占主导地位的区域的相图,所以可以被表征为洪德的金属,在共同与其他成员的benenate家庭。两种材料的相图的比较揭示了理想钙钛矿结构的旋转和倾斜(GdFeO $_3$型)畸变所起的作用。磁性在SrRuO $_3$中的存在和在CaRuO $_3$中的不存在,尽管CaRuO $_3$具有较大的质量和较大的倾斜/旋转畸变幅度,但可以根据强Hund耦合存在下的态密度效应来理解。将计算出的CaRuO $_3$的低$T$性质与SrRuO $_3$的低$T$性质进行比较,可以深入了解磁序对洪德金属性质的影响。这项研究同时提供了磁性和相关性的描述,并阐明了能带理论和Hubbard和Hund相互作用所扮演的角色。
2015-05-31 cond-mat.str-el
Theory of magnetism and metal-insulator transition in layered perovskite iridates
我们研究了层状Ruddelsden Popper系列的Srn+1 IrnO 3 n +1的金属-绝缘体转变。紧束缚模型的t2 g轨道为n = 1,2,和无穷大的构造,和带色散的变化,由于维数和自旋轨道耦合。确定费米能级附近的状态主要是杰夫= 1/2,我们使用一个有效的哈伯德模型来研究关联的影响。在不同的临界相互作用下,从金属态到各种磁有序态的转变。发现Sr 2 IrO 4是一种倾斜的反铁磁绝缘体,Sr 3 Ir 2 O 7是一种c轴共线的反铁磁绝缘体,SrIrO 3是一种通过磁性金属的非共面倾斜的反铁磁绝缘体。我们推导了强耦合自旋模型,并比较了弱耦合和强耦合极限下的磁有序模式。我们发现,他们是相同的,表明磁有序是不足以证明莫特物理在这一系列的虹膜。
2013-04-22 cond-mat.str-el
Structure, magnetism and electronic properties in 3$d$-5$d$ based double perovskite (Sr$_{1-x}$Y$_x$)$_2$FeIrO$_6$
基于3 $d$-5 $d$的双钙钛矿是当前感兴趣的,因为它们提供了研究电子关联($U$)和自旋轨道耦合(SOC)之间的相互作用的模型系统。在这里,我们报告详细的结构,磁性和输运性质的掺杂双钙钛矿材料(Sr $_{1-x}$ Y $_x$)$_2$ FeIrO $_6$与$x$ $\leq$ 0.2。随着Y的取代,系统保持其原有的晶体结构,但结构参数以非单调的方式修改$x$。Sr $_2$ FeIrO $_6$的磁化强度数据在45 K附近显示出反铁磁型的磁相变,然而,仔细观察数据表明在120 K附近有弱的磁相变。没有观察到结构对称性的变化下降到低温,虽然晶格参数显示周围的磁性转变的突然变化。Sr $_2$ FeIrO $_6$在整个温度范围内表现出绝缘行为,但不随Y取代而改变。电荷传导的性质被发现遵循热激活莫特的可变范围跳跃和幂律行为的母样品和掺杂样品,分别。有趣的是,观察到(Sr $_{1-x}$ Y $_x$)$_2$ FeIrO $_6$的结构、磁性和输运行为的演变与$x$ $>$ 0.1相反,这被认为是由于过渡金属离子状态的变化而引起的。
2017-10-27 cond-mat.str-el
Unusual structural tuning of magnetism in cuprate perovskites
理解磁性的结构基础具有重要的基础和实际意义。Se_{1-x} Te_{x} CuO_{3}合金是研究这一问题的模型系统,因为组成引起的结构变化控制它们的磁相互作用。我们的工作表明,这种结构的调整是与假定的虚拟原子Se和Te相对于超交换(SE)Cu-O-Cu路径的位置,而不是与SE角度如先前所认为的。我们使用密度泛函理论,紧束缚和精确对角化方法来揭示这种令人惊讶的效果的原因,并暗示在固体中的工程磁相互作用的新方法。
2004-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Contrasting the magnetism in La$_{2-x}$Sr$_x$FeCoO$_6$ ($x$ = 0, 1, 2) double perovskites: the role of electronic and cationic disorder
在密度泛函理论计算的支持下,利用磁化强度、中子衍射和电子顺磁共振对双钙钛矿化合物\SLFCOx \($x$ = 0,1,2)的磁性进行了对比. \LFCO \是一种长程有序反铁磁体,在$T_N$ = 270 K处发生近室温相变,在$T_S$ = 200 K处发生低温结构相变. $T_S$的结构相变发生在从300 K的$R\overline{3}c$到200 K的$Pnma$之间。密度泛函理论计算支持绝缘非补偿AFM结构。当La被Sr取代后,\LFCO \的长程有序磁性转变为短程玻璃磁性。\LFCO \的磁性与\SFCO \和\SLFCO \的非平衡玻璃态特征不同,使用{ \em在不均匀场中冷却和加热}(CHUF)磁化协议。电子参磁共振研究证实了\SLFCOx \系列中的这种磁性对抗。用密度泛函理论计算得到的电子态密度与\LFCO的绝缘性和\SFCO的金属性形成了对比。从\SLFCOx目前的实验和计算结果套件,它出现的电子自由度,随着反位无序,在控制双钙钛矿中观察到的磁性发挥重要作用。
2019-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disordered magnetism in the double perovskite LaCaScIrO6 with a distorted fcc lattice of Ir4+
报道了以前未知的LaCaScIrO $_6$材料的合成和表征。LaCaScIrO $_6$提出了一个新的例子,一个罕见的情况下,双钙钛矿与强自旋轨道耦合5 \textit{d} -离子Ir $^{4+}$作为其唯一的磁性物种,形成单斜扭曲版本的阻挫面心立方晶格。磁化强度测量显示在8~K处有弱异常。LaCaScIrO $_6$的居里-外斯温度Θ $_{CW}$和有效磁矩μ $_{eff}$与相关化合物La $_2$ MgIrO $_6$非常接近,但与La $_2$ ZnIrO $_6$不同。这表明非磁性\textit{B} -离子的性质,即其\textit{d} -轨道填充对磁性具有强烈的影响。与\textit{d} $^{10}$-离子Zn $^{2+}$相比,\textit{d} $^{0}$ -离子Sc $^{3+}$和Mg $^{2+}$在Ir-亚晶格内允许不同种类的交换相互作用。此外,交流磁化率数据没有显示自旋玻璃基态的迹象。在LaCaScIrO $_6$磁性的性质已进一步阐明使用μ子自旋弛豫测量。零场测量表明在1.6K以下没有明显的振荡,而$μ$ SR研究表明在8 K时出现异常.总的来说,我们的研究结果表明存在两个不同的磁环境或领域的LaCaScIrO $_6$,这可能是有关其结构特征。
2019-10-10 cond-mat.str-el
Multipolar magnetism in $5d^2$ vacancy-ordered halide double perovskites
本文通过从头算和精确对角化研究了$d^2$体系Cs$_2$WCl$_6$,揭示了W上的非克拉默斯双重态具有非零四极和八极矩,预测了转变温度约5K的铁八极序,解释了其磁矩温度依赖偏离经典Kotani行为的原因。
2024-03-08 cond-mat.str-el
Robust Half-Metallic Character and Large Oxygen Magnetism in a Perovskite Cuprate
新型钙钛矿铜酸盐材料Sr $_{8}$ CaRe $_{3}$ Cu $_{4}$ O $_{24}$具有铁磁性质,居里温度高($T_c \sim$ 440 K),通过密度泛函理论计算发现,在空穴掺杂或化学取代后,表现出几个令人惊讶的性质:(1)通过用W或Mo取代Re实现了半金属(HM),而$T_c$保持较高;(2)空穴掺杂的Sr $_{8}$ CaRe $_{3}$ Cu $_{4}$ O $_{24}$也是具有高$T_c$的HM。此外,我们发现,O原子将携带一个大的磁矩空穴掺杂后,这是在强烈的对比,在固体磁性的普遍接受的概念,需要部分填充的$d$或$f$电子在阳离子的壳。因此,材料Sr $_8$ CaRe $_3$ Cu $_4$ O $_{24}$有望为材料设计和开发提供非常有用的平台。
2005-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Compensated magnetism by design in double perovskite oxides
考虑到Goodenough的超交换规则,包括完全结构弛豫和自旋轨道耦合,并检查强相关效应,我们在氧化物双钙钛矿材料类别中寻找补偿半金属。识别可能的半金属(或半半金属)反铁磁体,包括轨道磁性的全部复杂性,以达到现实的预测设计的磁性化合物(近)消失的净矩。在对先前未考虑的几种候选物进行分类之后,两种材料K $_2$ MnRhO $_6$和La $_2$ CrWO $_6$仍然是可行的候选物。一个重要的因素是获得具有非常小的诱导轨道矩(通过封闭的子壳层帮助)或具有补偿自旋-轨道驱动的半金属特性退化的轨道矩的化合物。虽然不能确保这些材料的热力学稳定性,但逐层氧化物沉积技术的发展不要求材料在合成时是热力学稳定的。
2009-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hopping induced ground-state magnetism in 6H perovskite iridates
对元激发的研究促进了我们对控制物质大多数物理性质的多体物理学的理解。最近,自旋轨道激子引起了人们的广泛关注,其相变附近的凝聚体表现出希格斯模式振荡,这是一种长期寻求的物理现象[Nat. Phys. { \bf 13},633(2017)]。这些临界转变点由竞争的自旋轨道耦合(SOC)、局部晶体对称性和交换相互作用引起,在基于铱的材料中并不明显,其中SOC通常占优势。在这里,我们提出的结果共振非弹性x射线散射自旋轨道液体Ba $_3$ ZnIr $_2$ O $_9$和其他三个6 H-六方钙钛矿铱酸盐显示磁性,相反的非磁性单重基态预期由于强SOC。我们的结果表明,大量的跳跃之间的紧密放置的Ir $^{5+}$离子内的Ir $_2$ O $_9$二聚体在这些6 H-铱酸盐,改变自旋-轨道耦合态并降低自旋-轨道激发能。在这里,我们被迫使用至少一个两个网站的模型,以匹配激发光谱去符合强内二聚体跳跃。除了SOC,低能量物理的铱酸盐因此严重依赖于跳跃,并且可能不会被忽略,即使是具有适度跳跃的系统,其中激发光谱可以使用原子模型来解释。在铱酸盐中通常发现的SOC为0.4-0.5~eV,对于6 H-体系,SOC实际上按比例缩小到$\sim$ 0.26~eV,维持了通过调节Ir-Ir分离来实现量子临界的希望。
2019-06-04 cond-mat.str-el
Long and short range magnetism in the frustrated double perovskite Ba2MnWO6
采用中子粉末衍射、直流磁测量、μ子自旋弛豫和非弹性中子散射等方法研究了面心立方双钙钛矿结构Ba 2 MnWO 6的结构和磁性。Ba 2 MnWO 6在Neel温度为8(1)K时经历II型长程反铁磁有序,具有阻挫指数f = 8。用非弹性中子散射确定了磁耦合常数J1和J2,分别为-0.080 meV和-0.076 meV。这表明这两个磁耦合常数都是反铁磁的,具有相似的量值,这与其他已知的3d金属双钙钛矿Ba 2 MWO 6形成对比。以上的尼尔温度,μ子自旋弛豫测量和非弹性中子散射技术确定了一个短程相关的磁性状态,这是类似于在原型的面心立方晶格反铁磁体MnO中观察到的。
2019-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-collinear magnetism in the post-perovskite thiocyanate frameworks CsM(NCS)$_3$
AMX $_3$化合物在结构上是多样的,一个值得注意的例子是后钙钛矿结构,其采用具有角和边共享八面体的二维骨架。很少有分子后钙钛矿是已知的,并且这些中没有一个报道了磁性结构。在这里,我们报告的合成,结构和磁性的分子后钙钛矿:CsNi(NCS)$_3$,硫氰酸盐框架,和两个新的同构类似物CsCo(NCS)$_3$和CsMn(NCS)$_3$。磁化强度测量表明,所有三个化合物进行磁序。CsNi(NCS)$_3$(居里温度,$T_\mathrm{C} = 8.5(1)\;$ K)和CsCo(NCS)$_3$($T_\mathrm{C} = 6.7(1)\;$ K)为弱铁磁体。另一方面,CsMn(NCS)$_3$作为反铁磁体有序(Néel温度,$T_\mathrm{N}=16.8(8)\;$ K)。CsNi(NCS)$_3$和CsMn(NCS)$_3$的中子衍射数据表明,两者都是非共线磁体。这些结果表明,分子框架是实现下一代信息技术所需的自旋纹理的富有成效的基础。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and berry phase manipulation in an emergent structure of perovskite ruthenate by (111) strain engineering
本研究通过[111]晶向异质外延应变工程构建了新型三角相SrRuO3,发现其具有XY型铁磁基态与费米能级附近的多对外尔节点,实验与第一性原理计算结果一致,为关联拓扑物性调控提供了新途径。
2023-08-26 cond-mat.str-el
Rare-earth tuned magnetism and magnetocaloric effects in double perovskites $R_2$NiMnO$_6$
对双钙钛矿材料$R_2$ NiMnO $_6$与$R =$ Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy的磁化强度和磁热效应进行了全面的实验研究。虽然顺磁性到铁磁性的转变,T $_{\rm C}$在$\sim 100 - 200~$ K范围内,是一个共同的特点,可以归因于Mn $^{4+}$和Ni $^{2+}$磁矩的排序,定性不同的行为取决于$R$的选择,在低温下观察到。磁化强度的这些低温异常也表现在磁熵的变化中,$-ΔS_{M}$,其符号取决于$R$的选择。为了理解这些结果,我们提出了基于平均场近似和Monte Carlo模拟的最小自旋模型的理论分析。该模型正确地捕捉了实验观察的关键特征。
2021-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dependence of band gaps in d-electron perovskite oxides on magnetism
理解d电子钙钛矿中带隙趋势的控制原理对于测量金属-绝缘体转变以及它们在催化和掺杂中的应用都是需要的。这种带隙的大小对于不同的磁自旋配置是相当不同的。我们发现,通过电子结构理论的因素,连接间隙大小的磁性取决于带边轨道特性(BEOC)的性质和令人惊讶的规模与相邻的过渡金属离子之间的反铁磁接触z $_i$的数量。当BEOC是(d,d)-类(“莫特绝缘体“)时,这种依赖性较弱,而在(p,d)-类(“电荷转移”绝缘体)中这种依赖性相当强。这些意想不到的规则被追溯到减少轨道相互作用,通过增加过渡金属离子之间的反铁磁接触的数量。磁序的影响不限于带隙大小,还包括与电子结构相关的晶格畸变的大小。这些结果突出了建立在电子结构理论的间隙相关现象(掺杂,运输,金属-绝缘体转变,导电界面)的适当的磁秩序的重要性。
2021-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Structures, Magnetism, and Phonon Spectra in the Metallic Cubic Perovskite BaOsO3
利用从头计算,我们研究了立方钙钛矿BaOsO 3和一些最近合成的具有金属d^4构型的相关化合物。BaOsO 3具有明显的三维费米性,其非磁性是由大的自旋-轨道耦合(SOC)引起的,SOC正好等于$t_{2g}$流形的交换分裂~0.4 eV.然而,包含的原位库仑排斥小到$U^c$ ~1.2 eV,只有$t_{2g}$带宽的1/3,导致出现自旋有序矩,表明该系统是在磁性的边缘。与BaOsO 3相比,正交晶系CaOsO 3的基态是磁有序态,这是由于结构畸变导致的SOC强度降低(约为BaOsO 3的一半),尽管磁化能只有几十meV.此外,在立方BaOsO 3和BaRuO 3中,我们的全声子计算显示了几个不稳定的模式,需要进一步的研究。
2014-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and Structural Properties of 5d Osmate Double Perovskites Probed by Nuclear Magnetic Resonance
电子关联和强自旋轨道耦合(SOC)的综合作用可以产生各种奇异量子相。双钙钛矿结构为研究自旋-轨道-晶格纠缠态提供了一种简单的结构。本论文以5d锇酸盐双钙钛矿体系为研究对象,通过理论模型模拟、第一性原理计算和核磁共振实验相结合的方法,对该材料体系的基本物理性质进行了研究。
2023-03-14 cond-mat.str-el
Exotic magnetism in perovskite KOsO3
本研究在高压高温下合成新型钙钛矿KOsO3,通过结构相变与多种物性测量揭示其从局域化到巡游电子行为的奇异磁有序相,为5d电子体系提供了关键实验证据。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strongly frustrated 2D magnetism in a 3D hexagonal perovskite
East China Normal University(华东师范大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
通过核磁共振、中子散射和μ子自旋谱学,在三维六方钙钛矿Ba₂La₂MnTe₂O₁₂中发现罕见的强受挫二维磁性,其基态为ab面内120°反铁磁序而c轴无序,具有理想二维磁性。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ba2YIrO6: A cubic double perovskite material with Ir5+ ions
具有5d 4电子构型的材料通常被认为具有非磁性基态(J=0)。有趣的是,Sr2YIrO6(Ir5+具有5d4电子组态)最近被报道在低温下表现出长程磁有序,并讨论了扭曲的IrO6八面体导致这种材料的磁性。因此,结构畸变的Sr2YIrO6与立方Ba2YIrO6的比较可能揭示在这样的Ir 5+材料中具有5d4组态的磁性的来源。此外,具有5d4的Ir5+材料在最近预测的激子类型的磁性的背景下也是有趣的。在这里,我们报告的结构,磁性和热力学性质的Ba2YIrO6单晶为基础的分析。我们观察到,在Ba2YIrO6的温度下降到0.4 K,长程磁序是不存在的,但在同一时间相关的磁矩存在。我们发现,这些时刻是不存在的完全相对论从头算能带结构计算,因此,他们的起源目前还不清楚。
2016-02-04 cond-mat.str-el
Integer spin-chain antiferromagnetism of the 4d oxide CaRuO3 with post-perovskite structure
在后钙钛矿结构的CaRuO 3(Ru ~(4+):4d ~ 4,Cmcm)中发现了准一维磁性,它与钙钛矿结构的CaRuO 3(Pbnm)是等组成的。一个反铁磁自旋链函数与-J/kB = 350 K很好地再现了实验曲线的磁化率与温度,表明长程反铁磁关联。磁性各向异性可能是由于dyz -2 p-dzx和dzx -2 p-dyz沿a轴的超交换键。比热的索末菲系数很小,为0.16(2)mJ mol ~(-1)K ~(-2),说明磁性反映了4d电子的局域性质。据我们所知,这是在4d电子系统中首次观察到整数(S = 1)自旋链反铁磁性。
2011-04-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Local Electronic and Magnetic Studies of an Artificial La2FeCrO6 Double Perovskite
利用元素分辨极化X射线探针,研究了人工合成的La2FeCrO6双钙钛矿结构的电子和磁性。在SrTiO_3(111)上应用单胞水平控制薄膜生长,可以为该体系创建岩盐双钙钛矿结构,其在体相中不具有有序的钙钛矿相。我们发现Fe和Cr处于适当的3+价态,但是,与以前的研究相反,元素分辨的磁性研究发现磁场中的磁矩很小,并且没有证据表明在Rexion态有相当大的磁矩。
2010-04-19 cond-mat.str-el
Spin-orbit-entangled frustrated magnetism in fcc Ba$_2$(Yb,Nd)NbO$_6$ double perovskites
Shiv Nadar Institution of Eminence(Shiv Nadar卓越学院);Bennett University(贝内特大学);UGC-DAE Consortium for Scientific Research(UGC-DAE科学研究联盟);Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram(印度科学教育与研究研究所,特里凡得琅);Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构)
该研究针对面心立方结构的稀土双钙钛矿Ba₂YbNbO₆和Ba₂NdNbO₆,证实其存在自旋轨道耦合诱导的j_eff=1/2基态与中等阻挫的长程磁有序,为稀土自旋轨道纠缠磁体提供了新候选体系。
2026-08-04 cond-mat.str-el
Multiferroic nitride perovskites with giant polarizations and large magnetic moments
具有铁电性和磁性之间耦合的多铁性已经被追求了几十年。然而,由于铁电性和磁性之间的共同权衡,它们的磁电性能仍然有限。在这里,提出了一个家庭的氮化物钙钛矿作为多铁性与突出的物理性能和非平凡的机制。以GdWN $_3$为原型,我们的第一性原理计算发现其钙钛矿相具有大的极化(例如$111.3$ $μ$ C/cm $^2$对于$R3c$相)和磁矩$7$ $μ_{\rm B}$ /Gd $^{3+}$。更有趣的是,它的铁电起源是多重的,具有来自Gd $^{3+}$和W $^{6+}$离子的显著贡献,不同于其姐妹成员LaWN $_3$,其中铁电性几乎仅来自W $^{6+}$离子。随着稀土离子尺寸的减小,A位离子对铁电不稳定性的贡献越来越大。考虑到小的稀土离子可以是氮化物钙钛矿中适当的铁电性和磁性的主要来源,我们的工作提供了一条追求更多具有非常规机制和最佳性能的多铁性的路线。
2022-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-collinear Magnetic Order in the Double Perovskites: Double Exchange on a Geometrically Frustrated Lattice
A_2BB 'O_6型双钙钛矿通常包含一个具有大磁矩的过渡金属离子B和一个非磁性离子B'。虽然许多双钙钛矿是铁磁的,但对基础模型的研究揭示了反铁磁相的可能性,以及由电子离域驱动的可能性。本文采用自旋-费米子蒙特卡罗方法和变分计算相结合的方法,对三维最小双钙钛矿模型的磁基态和T_c标度进行了全面的研究。与其中有效磁晶格是二分的二维相比,三维涉及几何阻挫面心立方(FCC)晶格。这促进了非共线螺旋状态和“通量”一样的阶段,除了共线反铁磁秩序。我们绘制出可能的磁相位变化的电子密度,'水平分离'的B_B-B_B ',和关键的B'-B'(下一个邻居)跳跃t'。
2011-05-03 cond-mat.str-el
Cation Order Control of Correlations in Double Perovskite Sr$_2$VNbO$_6$
双钙钛矿扩展了新材料的设计空间,并且它们通常具有其母体钙钛矿化合物中不存在的现象。在这里,我们提出了一个详细的第一性原理研究相关的双钙钛矿Sr $_2$ VNbO $_6$,其中阳离子间的电荷转移和电子相关性的强度强烈依赖于阳离子顺序。通过使用密度泛函理论+嵌入动力学平均场论,我们表明,该化合物有一个完全不同的电子结构比它的母体化合物,尽管V和Nb是从同一组在周期表中。我们解释了电子关联对晶体结构参数的影响如何决定材料处于Hund金属-莫特绝缘体转变的哪一侧。我们的研究结果表明,在双钙钛矿,有$d^1$父母的洪德的金属行为的出现,并强调电子相关效应的晶体结构的重要性。
2020-06-23 cond-mat.str-el
Double perovskite Ba2NaOsO6: Magnetic structure, Kramers doublet and x-ray magnetic dichroic signals
针对唯一具有显著铁磁矩的锇氧化物Ba2NaOsO6,采用合适空间群与Kramers双重态模型统一其顺磁与磁有序态磁矩,并给出与实验相符的XMCD信号。
2025-04-25 cond-mat.str-el
Spin Model for Nontrivial Magnetic Orders in the Inverse-Perovskite Antiferromagnets
通过建立描述反钙钛矿锰氮化物特定晶体和电子结构中固有的磁各向异性和受抑交换相互作用的经典自旋模型,对反钙钛矿锰氮化物中的非平凡磁序进行了理论研究.利用复制交换蒙特卡罗方法,对该模型进行了理论分析,再现了实验观测到的三角形自旋有序图和磁序的系统演化.我们的工作解决了40年来反钙钛矿锰氮化物的非平凡磁性问题,并为澄清在这类材料中发现的磁性驱动的负热膨胀现象提供了坚实的基础。
2018-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice dynamics and structural correlations in antiferromagnet SrLaCoNbO$_6$ double perovskite
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy, Iowa State University(艾姆斯国家实验室);Department of Physics, Indian Institute of Technology Delhi(德里印度理工学院物理系);School of Physics, The University of New South Wales (UNSW)(新南威尔士大学物理学院)
研究S = 1/2反铁磁体SrLaCoNbO₆,通过温度相关拉曼光谱和Co K边EXAFS分析,发现60K左右声子等有明显异常,160 - 180K附近拉曼模式有变化,揭示晶格与自旋耦合及相关结构变化,表明存在波动键方向相互作用和近似基塔耶夫型相关性。
2026-10-23 cond-mat.str-el
Antisite Domains in Double Perovskite Ferromagnets: Impact on Magnetotransport and Half-metallicity
A_2BB ′ O_6型双钙钛矿材料具有高的铁磁T_c和显著的低场磁电阻效应。它们也是自旋极化电子的候选源。然而,这些材料的潜在有用性受到B和B'离子的错位的阻碍,B和B'离子不能以理想的交替结构组织它们自己。结果是物理性质对制备条件的强烈依赖,降低了磁化强度并破坏了半金属性。我们提供了第一个结果的影响,空间相关的反位无序,实验观察到的铁磁双钙钛矿。反位域抑制磁性和半金属性,正如预期的那样,但导致低场磁电阻的显着增强。
2010-09-09 cond-mat.str-el
Frustration by competing interactions in the highly-distorted double perovskites La2NaB'O6 (B' = Ru, Os)
S = 3/2、B位有序双钙钛矿的通常经典行为通常导致简单的、相称的磁基态。与此相反,对S = 3/2系统La 2 NaB 'O 6(B' = Ru,Os)的热容和中子粉末衍射测量表明,La 2 NaRuO 6具有无公度磁基态,而La 2 NaOsO 6的有序矩被大大抑制.这种行为归因于这些双钙钛矿的大的单斜结构扭曲。扭曲的影响,削弱最近的邻居超交换相互作用,大概是一个能量规模,是可比的下一个最近的邻居超交换。然后,这些材料中的外来基态可以从这两种类型的反铁磁相互作用之间的竞争中产生,从而为在双钙钛矿家族中实现挫折提供了新的机制。
2012-09-21 cond-mat.str-el
Griffiths phase-like behaviour and spin-phonon coupling in double perovskite Tb$_{2}$NiMnO$_{6}$
报道了Tb $_2$ NiMnO $_6$的类格里菲斯相特征和自旋-声子耦合效应。双钙钛矿化合物在单斜$P2_1/n$空间群中结晶,并在$T_c \sim$ 111 K处表现出作为磁化强度突变的磁相变。1/ $χ(T)$曲线与理想Curie-Weiss定律的负偏差和磁化率指数小于1的幂律反磁化率分析结果与Griffiths相特征有关。来自磁化等温线的Arrott图支持这种材料的磁性的不均匀性。所观察到的效果源于反铁磁相互作用,而反铁磁相互作用是由系统中固有的无序引起的。Raman散射实验表明,Tb $_2$ NiMnO $_6$中的磁有序声子重整化在低于$T_c$的范围内,与其它双钙钛矿中的结果不同,这与稀土的较小尺寸有关.在645 cm $^{-1}$处{ \it伸缩}模的半峰全宽的温度演化呈现出与磁性转变温度相一致的异常,表明该材料的磁性与晶格之间存在密切联系。
2011-11-19 cond-mat.str-el
Damping of antiferromagnetic spin waves by valence fluctuations in the double layer perovskite YBaFe2O5
非弹性中子散射实验表明,双层钙钛矿结构YBaFe_2 O_5的电荷有序绝缘基态的自旋动力学可以用eg超交换相互作用很好地描述。在TV = 308 K的Verwey转变之上,反铁磁FeO 2-BaO-FeO 2双层内的t2 g双交换型导电通过电子跳跃过程进行,该过程需要五重配位Fe离子的自旋翻转,消耗能量5 <J>S^2约为0.1 eV。跳跃过程破坏了近邻自旋关联,导致区界自旋波的大量衰减。
2007-02-07 cond-mat.str-el
Origin of magnetic excitation gap in double perovskite Sr$_2$FeOsO$_6$
Sr $_2$ FeOsO $_6$是一种绝缘的双钙钛矿化合物,在140 K($T_{N1}$)和67 K($T_{N2}$)下经历反铁磁转变。为了研究引起这种行为的潜在的电子和磁相互作用,我们进行了非弹性中子散射(INS)和共振非弹性X射线散射(RIXS)的多晶样品的Sr $_2$ FeOsO $_6$的实验。INS数据表明,自旋激发谱在T $_{N1}$以下仍然是无间隙的,然而在T $_{N2}$以下,产生6.8 meV的间隙。RIXS数据揭示了T $_{2g}$多重峰的分裂,与在其他5d $^3$锇基双钙钛矿中看到的一致。总之,这些结果表明,自旋轨道耦合是重要的基态选择在3d-5d PDMATHAMT双钙钛矿材料。
2018-05-01 cond-mat.str-el