Spin-orbit coupled systems in the "atomic" limit: rhenates, osmates, iridates
受RIXS实验的启发，我们讨论了具有强自旋-轨道耦合的定域$t_{2g}$轨道系统的RIXS理论。对于这样的系统，我们提出了确切的对角化结果的光谱在不同的电子填充，表明它访问“单粒子”和“多粒子”的激发。这导致了一个简单的图片的能量和强度的莫特绝缘体，如双钙钛矿，其功能高度本地化的电子的RIXS光谱，并产生相关的$5d$氧化物的自旋轨道耦合和洪德耦合的估计。我们提出了新的更高分辨率RIXS数据在Re-L $_3$边缘的Ba $_2$ YReO $_6$发现了以前未解决的峰分裂，进一步证实了我们的理论预测。使用从头计算电子结构计算Ba $_2$ ${\cal M}$ ReO $_6$（与${\cal M}$ =Re，Os，Ir），我们表明，虽然原子限制产生一个合理的有效的哈密顿描述的实验观察，如$t_{2g}$ - $e_g$相互作用和与氧的杂交是重要的。我们的从头算估计的强度的位间交换耦合表明，相比的锇酸盐，交换是一个或两个数量级弱于在recherates和铱酸盐，这可能部分解释了抑制长程磁序在后者的化合物。作为一种方法来插入之间的网站本地化的图片和我们的电子结构带计算，我们讨论了${\cal M}$ O $_6$集群的自旋轨道水平。这表明一个可能的作用，非色散的簇内激子在Ba $_2$ YIrO $_6$，这可能会导致弱击穿的原子$J_{\rm eff}=0$图片和小磁矩。
2018-06-11 cond-mat.str-el
Effect of Chemical Pressure on High Temperature Ferrimagnetic Double Perovskites Sr2CrOsO6 and Ca2CrOsO6
合成了有序双钙钛矿结构的Sr 2CrOsO 6和Ca 2CrOsO 6，并用中子粉末衍射、电输运测量和高场磁化实验对其进行了表征。Sr_2CrOsO_6和Ca_2CrOsO_6晶体分别具有R-3和P21/n空间群对称性。这两种材料都是铁磁绝缘体，饱和磁化强度接近0.2 μB。Sr 2CrOsO 6在660 K的顺序，表现出非单调的磁化温度依赖性，而Ca 2CrOsO 6在490 K的顺序，并没有表现出非单调的行为。在Sr 2CrOsO 6中理论预测的倾斜磁结构的证据是寻求和没有发现。
2015-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chemically-Disordered Transparent Conductive Perovskites with High Crystalline Fidelity
本文提出关联电子钙钛矿化学无序与输运性质的工作模型及主动设计框架，在 Sr$x$(Ti,Cr,Nb,Mo,W)O$3$ 外延薄膜中实现高结晶保真度、低电阻率与超宽带光学透明窗口，并利用团簇展开研究短程有序，为光学、自旋电子和量子器件提供性能提升。
2025-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chemical Pressure Tuning of Multipolar and Magnetic Orders in Ba$_2$(Cd$_{1-x}$Ca$_x$)ReO$_6$ Double Perovskites
本研究通过Ca2+替代Cd2+产生化学压力，调控5d1双钙钛矿Ba2CdReO6的晶格常数，发现四极序和倾斜反铁磁序随替代量增加被逐步抑制，实验相图与理论吻合，证实化学压力可有效调制5d电子多极相互作用。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Recent Progress of Multiferroic Perovskite Manganites
在过去的几年中，人们发现了许多具有不同化学组成和晶体结构的多铁性材料。在这些多铁性材料中，一些具有由磁序驱动的铁电性的钙钛矿锰氧化物特别令人感兴趣。在这些多铁性钙钛矿锰氧化物中，不仅其多铁性十分突出，而且所涉及的物理机制也非常丰富和有代表性。本文简要介绍了锰氧化物多铁性的理论和实验研究进展。
2012-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Design of magnetic spirals in layered perovskites: extending the stability range far beyond room temperature
在具有有序磁螺旋相的绝缘材料中，由于反转对称性的破缺，可以出现铁电性。这种性质是基本的和实际的利益，特别是为了利用它在低功率电子设备。然而，由于大多数磁螺旋相的相对低的有序化温度$T_\mathrm{spiral}$，其很少超过100 K，阻碍了技术应用的进展。我们最近建立了磁螺旋的有序温度可以增加到310 K的引入化学无序。在这里，我们探讨了这种新的机制，结合它与一些磁相互作用的目标晶格控制打开的设计空间。在Cu-Fe层状钙钛矿中，我们获得了接近400 K的$T_\mathrm{spiral}$值，远离室温，比单独使用化学无序高出近100 K。此外，我们揭示了一个线性的，普遍的螺旋波矢量和螺旋相的起始温度之间的关系。该线性定律终止于顺磁-共线-螺旋三相点，其定义了在这类材料中可以实现的最高螺旋有序温度。基于这些研究结果，我们提出了一套通用的规则，用于设计层状钙钛矿中的磁螺旋，使用外部压力，化学取代和/或外延应变，这应该指导未来的努力，工程磁螺旋相的有序温度适合于技术应用。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polar catastrophe in ultra-thin limit: A case of rare-earth perovskite LaNiO3
我们解决了钙钛矿超薄膜的生长在异质界面处的强极性失配的条件下的基本问题，以相关金属LaNiO $_3$在能带绝缘体SrTiO $_3$上沿赝立方[111]方向的生长为例。虽然在一般情况下，金属LaNiO $_3$膜可以有效地屏蔽这种极性失配，我们建立，在超薄极限，膜是绝缘的性质，需要额外的化学和结构重建，以补偿这种失配。在生长过程中记录的原位反射高能电子衍射，X射线衍射，和基于同步辐射的共振X射线光谱的组合揭示了几个晶胞厚膜的化学相La $_2$ Ni $_2$ O $_5$（Ni $^{2+}$）的形成。通过对LaNiO $_3$ /SrTiO $_3$界面势能的第一性原理层分辨计算，证实了氧空位能有效地降低界面处的电场.
2014-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum magnetic properties and metal-to-insulator transition in chemically doped calcium ruthenate perovskite
钌酸盐为研究量子磁性、超导性和磁涨落介导的金属-绝缘体转变等许多新性质提供了一个综合平台。在这篇文章中，我们提供了一个概述的量子力学现象在钙钌氧化物与不同的组成。虽然CaRuO $_{3}$的化学计量组成表现出准临界性的非费米液体行为，但化学掺杂的化合物描绘了低温下量子磁波动的突出特征，在某些情况下，这些特征被认为是介导金属-绝缘体转变的。在钴掺杂的情况下，- CaRuO $_{3}$，一个不寻常的连续波动被发现坚持深入玻璃相的材料。这些观测结果反映了量子力学研究平台的丰富性，在量子磁现象的研究中具有根本的重要性。
2021-11-18 cond-mat.str-el
Double Perovskite Structure Induced by Co Addition to PbTiO$_3$ : Insights from DFT and Experimental Solid State NMR Spectroscopy
从理论和实验两方面探讨了Co的加入对PbTiO $_3$化学结构和电子结构的影响。在溶胶-凝胶过程中将钴掺入到PbTiO $_3$中。化合物的XRD数据证实了纯样品的钙钛矿结构。随着Co掺入量的增加，XRD谱线变宽并显示出新兴的类金刚石特征。XRD图谱的变化被解释为双钙钛矿结构的形成。$^{207}$铅NMR测量显示了一个不断增长的各向同性组件中存在的Co。在与实验一致，DFT计算的化学位移值证实各向同性协调的Pb表明形成立方Pb $_2$ CoTiO $_6$域中制备的样品。最先进的杂化泛函第一性原理计算表明形成了具有立方结构的Pb $_2$ CoTiO $_6$，并证实了Co的加入可以显着降低氧结合能。实验紫外-可见光谱结果表明，在添加Co时，带隙向可见波长移动，这是由能带和吸收光谱计算证实的。通过程序升温还原（TPR）测量确定氧结合能。当添加Co时，TPR线向较低的温度移动，并且TPR图案中出现了新的特征。这种变化被解释为氧钴键强度减弱。通过DFT计算确定了Co插入后氧空位形成能和键长的改变所引起的电子结构的变化。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci 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
Theory of Half-Metallic Double Perovskites I: Double Exchange Mechanism
双钙钛矿材料\SFMO具有远高于室温的具有100%自旋极化的半金属基态和亚铁磁性\Tc $\simeq 420$ K的罕见且理想的组合。在这篇由两部分组成的论文中，我们对半金属双钙钛矿的磁性和电子性质进行了全面的理论研究。在本文中，我们提出了精确的对角化计算的“快”的Mo电子度耦合到“慢”的Fe核自旋涨落处理的经典Monte Carlo技术。从自旋分辨态密度的温度依赖性，我们表明，在化学势的电子极化成正比的磁化强度作为温度的函数。我们还考虑了无序的影响，并表明，过量的Fe离开的基态半金属，而反位无序大大降低了极化。在题为“半金属双钙钛矿理论II：有效自旋哈密顿量和无序效应”的配套文件中，我们推导出一个有效的经典自旋哈密顿量，为理解包括无序效应在内的半金属双钙钛矿的磁性提供了一个新的框架。我们的结果的自旋极化温度和无序的依赖性有重要的意义自旋电子学。
2013-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of rare earth ion size on the stability of the coherent Jahn-Teller distortions in undoped perovskite manganites
我们提出了一个理论研究的稀土离子，通常被称为化学压力的大小之间的关系，在未掺杂的钙钛矿锰氧化物的相干Jahn-Teller扭曲的稳定性。使用以原子尺度对称模式表示的Keating模型，我们表明在Jahn-Teller能量项内均匀剪切变形和交错屈曲变形之间存在耦合。据发现，这种耦合提供了一种机制，通过这种机制，较小的稀土离子的相干Jahn-Teller失真更稳定。分析了在低于Jahn-Teller有序化温度时均匀剪切畸变的出现，估算了NdMnO_3和LaMnO_3的Jahn-Teller有序化温度及其变化，得到了畸变之间的关系。我们发现理论结果和实验数据之间有很好的一致性。
2012-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of bicritical fluctuation on magnetocaloric phenomena in perovskite manganites
系统地研究了锰氧化物巨磁阻（CMR）材料R0.6Sr0.4MnO3（R=La-Gd）的磁热（MC）效应的变化。随着单电子带宽的减小，MC效应的温度分布，即，场致熵变由于其由竞争电荷轨道有序不稳定性促进的一阶性质而在铁磁转变温度以下表现出更陡的下降。对于这些邻近金属-绝缘体相边界的小带宽系统，熵变出现矩形轮廓，具有异常宽的温度范围和相当大的幅度。模型计算表明，在相竞争区域的波动增强有很强的影响，这种MC功能，这可以广泛地控制的化学成分。
2010-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possible quadrupole order in tetragonal Ba2CdReO6 and chemical trend in the ground states of 5d1 double perovskites
报道了具有5d 1电子组态的双钙钛矿Ba_2CdReO_6的合成和物理性质。在冷却过程中观察到了三个连续的相位，它们起源于自旋-轨道纠缠的Jeff = 3/2态，并通过约化的有效磁矩为0.72 μB得到了证实。X射线衍射测量显示，在Ts = 170 K时，从高温立方结构到低温四方结构的结构转变，低于该温度时，Jeff = 3/2状态被保留。磁化强度、热容量和热膨胀测量表明，在Tq = 25 K时，两个电子跃迁到可能的四极有序态，在Tm = 12 K时，反铁磁有序的偶极子伴随着~ 0.2 μB的铁磁矩。这些性质与姊妹化合物Ba_2BReO_6（B = Mg，Zn，Ca）的性质进行了比较，并根据自旋轨道耦合5d电子的平均场论[G. Chen等人，B82，174440（2010）]。DP化合物Ba 2BReO 6提供了一个独特的机会，在多极自由度的存在下对称性破缺的系统调查。
2021-04-05 cond-mat.str-el
The Mott transition in the 5d$^1$ compound Ba$_2$NaOsO$_6:$ a DFT+DMFT study with PAW spinor projectors
本文通过DFT+DMFT计算结合PAW旋量投影子，研究5d$^1$双钙钛矿Ba$_2$NaOsO$_6$的金属-绝缘体转变，发现自旋-轨道耦合并非其能隙形成的主要驱动力，该材料应归类为Mott绝缘体。
2024-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice effects on ferromagnetism in perovskite ruthenates
正交钙钛矿结构Sr 1-xCaxRuO 3的铁磁性及其演化被广泛认为与结构畸变有关。最近的高压合成的Ba取代的Sr 1-yBayRuO 3的发展，使得有可能在更广泛的相图，其中包括新的斜方晶Ima和立方相的铁磁性研究。然而，化学取代引入了A位无序效应对Tc的影响，这使得铁磁性和结构畸变之间的关系的确定变得复杂。通过澄清在几个新的系列中的平均键长<A-O>保持不变，但键长方差不同的双烯酸酯的位置无序效应的Tc，我们能够证明一个抛物线的Tc与平均键长<A-O>。在使几何因子t = /（sqrt（2））= 1的键长处，可以得到比正交SrRuO 3高得多的Tc ~ 177 K<A-O><A-O><Ru-O>。这一新结果不仅揭示了铁磁性在铁酸盐是非常敏感的晶格应变，但它也有一个重要的意义，探索在广泛的氧化物与钙钛矿或钙钛矿相关结构的结构-性能关系。
2013-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exploration of metastable A-site-ordered perovskites (Ca,Ba)FeO3-δ by computationally-guided multi-step synthesis
本研究结合第一性原理稳定性预测、高压合成与臭氧拓扑氧化，发现两种A位有序缺氧钙钛矿并获得其低氧缺氧化产物，为寻找新型螺旋磁相亚稳态材料提供计算指导的多步合成策略。
2025-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The frustrated FCC antiferromagnet Ba2YOsO6: structural characterization, magnetic properties and neutron scattering studies
本文报道了双钙钛矿结构BaPDMATHABMM YOSO $_6$的晶体结构、磁化强度和中子散射测量结果。在290 K和3.5 K下均为$Fm\overline{3}m$空间群，晶胞常数分别为$a_0 = 8.3541(4)$ ~和$8.3435(4)$ ~. Os $^{5+}$（$5d^3$）离子占据非扭曲的几何阻挫面心立方（FCC）晶格。居里-外斯温度$θ= -772$ ~K表明存在大的反铁磁相互作用和高度的磁阻挫。磁化强度、Fisher热容量和弹性中子散射表明，在低于$T_{\rm N} \sim 69$ ~K时，存在向长程反铁磁有序的磁转变，其有序矩为1.65（6）~ $μ_B$.有序矩从预期的仅自旋值$\sim 3 μ_B$或在同构Ba $_2$ YRuO $_6$中适合于$4d^3$ Ru $^{5+}$的值2.2（1）~ $μ_B$大大降低，表明自旋轨道耦合（SOC）的作用。三轴中子散射测量的顺序参数建议一个额外的一级跃迁在$T = 67.45$ ~K，和存在的第二个有序状态。%飞行时间非弹性中子的结果表明，一个大的自旋间隙$Δ\sim 17$ ~meV，出乎意料的轨道淬火，$d^3$电子配置。我们讨论了这方面的$\sim 5$ ~meV的自旋间隙中观察到的相关Ru $^{5+}$，$4d^3$立方双钙钛矿Ba $_2$ YRuO $_6$，并属性$\sim 3$倍…
2014-10-02 cond-mat.str-el
Quantum Magnetic Properties in Perovskite with Anderson Localized Artificial Spin-1/2
自旋为1/2的磁体的几何阻挫晶格（如量子自旋液体或固体）中的量子磁性以及相关的自旋分馏被认为是开发物质新相的关键。证明了在具有受控无序的钙钛矿材料中观察通常在自旋1/2磁体的几何阻挫晶格中发现的量子磁性的可行性。据发现，受控的化学无序，由于Ru离子的化学取代由Co离子，在一个简单的钙钛矿CaRuO 3创建一个随机的原型配置的人工自旋1/2，形成二聚体对之间的最近的和更远的离子。用安德森局域化公式分析了Co杂质在Ru基体中的局域化。人工自旋-1/2的二聚体，由于Co杂质的局域化，在低温下表现出单重态到三重态的激发，没有任何有序的自旋相关。当二聚体对在高温下断裂并产生自由波动的分数自旋时，局域的带隙激发演化成无隙准连续谱。总之，这些性质暗示了一种新的量子磁态，与共振价键系统非常相似。
2018-03-20 cond-mat.str-el
CaIrO3 post-perovskite, a j = 1/2 quasi-one-dimensional antiferromagnet
5d 5铱酸盐CaIrO 3与MgSiO 3的后钙钛矿相是同构的，最近显示出在地球下部地幔的极端压力下发生。因此，它可以作为后钙钛矿MgSiO 3的类似物，在环境条件下进行各种测量，或者使用传统的多砧压力模块进行测量。通过多参考组态相互作用计算，我们在这里提供的化学键和磁相互作用的CaIrO 3的基本信息。我们预测一个大的反铁磁超交换的120毫电子伏沿c轴，相同的大小与铜氧化物超导体中的相互作用，和铁磁耦合小一个数量级沿a。CaIrO 3因此可以被看作是一个j = 1/2的准一维反铁磁体。虽然这与共振x射线衍射提出的条纹状磁结构定性一致，但从我们的研究中出现的详细微观图像，特别是t2 g组分的高度不均匀混合物，为共振非弹性x射线散射实验提供了明确的预测。
2012-05-25 cond-mat.str-el
Universal behavior of transition temperatures Vs residual resistivity in Mn site doped La-Ca-Mn-O perovskites
我们在这里讨论的局部结构和/或局部磁耦合的性质对Mn位取代的La-Ca-Mn-O钙钛矿的电输运性质的作用的比较研究。特别强调的是正在探索的绝缘体-金属过渡（TIM）和剩余电阻率（rhoo）取代后的强相关性。在所讨论的化合物中，ro和TIM之间存在反比关系。对于所研究的化合物，TIM Vs ro最适合于一级指数衰减，其函数形式为TIM = TIMO + Aexp（-rhoo/t），而不是幂律。有一个以前的报告，其中类似的相关性的情况下，稀土取代的锰氧化物已被归因于安德森型电子本地化。在Mn位取代的La-Ca-Mn-O钙钛矿中，无论取代元素的电子、磁性和化学性质如何，在ro和TIM之间观察到的“普遍行为”都需要严格的理论研究。
2003-03-19 cond-mat.str-el
Spin-state responses to light impurity doping in low-spin perovskite LaCoO$_{3}$
通过对低自旋钙钛矿型LaCo $_{0.99}$ $M_{0.01}$ O $_{3}$（$M$ = Cr，Mn，Fe，Ni）的磁化强度和X射线荧光光谱的测量，研究了低自旋钙钛矿型LaCoO $_{3}$（Co^3+：d^6）中轻杂质掺杂对自旋态的响应.在1.8 K下测得的磁化曲线中，没有观察到Cr，Mn或Fe掺杂的自旋状态的变化，但观察到Ni掺杂。在Ni掺杂样品中还发现了沿[100]易磁化轴的强磁各向异性。荧光测量结果显示，这些化合物的化合价被粗略估计为Cr^3+、Mn^4+、Fe^（3+delta）+和Ni^3+。从观察到的化学趋势，我们提出，化学势是一个关键因素，在诱导低自旋态的变化。通过扩展空穴掺杂产生的铁磁自旋态七聚体模型，我们讨论了具有Jahn-Teller活性的低自旋Ni^3+诱导的高度各向异性铁磁自旋态团簇的出现。我们还讨论了当前结果对地幔物质和含Fe（d^6）杂质的黄铁矿的适用性。
2012-10-21 cond-mat.str-el physics.geo-ph
Quantum continuum fluctuations in glassy perovskite Ca(Co$_{0.15}$Ru$_{0.85}$)O$_{3}$
与玻璃态相关的量子自旋连续体和经典自旋冻结，代表了相关电子材料的两个相反的极端。在这里，我们报告的共存的量子自旋连续与弱自旋玻璃秩序在Co掺杂的CaRuO $_{3}$钙钛矿附近的化学掺杂依赖的金属-绝缘体过渡边界。对Ca（Co $_{0.15}$ Ru $_{0.85}$）O $_{3}$在低温（$T$ = 1.5 K）下的非弹性中子测量表明，由于不相关的自旋涨落，在$Q-E$空间中存在连续谱.这在$T_G \simeq$ 23 K的玻璃化转变中持续存在。此外，缩放的动态磁化率产生一个非常小的缩放系数$α$ $\simeq$ 0.1，这表明极端的本地化的动态特性。实验结果表明，实现了一个狭窄的制度，其中连续动态行为和玻璃状制度之间的区别减少。
2018-07-14 cond-mat.str-el
Spin-correlation Driven Ferroelectric Quantum Criticality in a Perovskite Quantum Spin-liquid System, Ba3CuSb2O9
Rajiv Gandhi Institute of Petroleum Technology（Rajiv Gandhi石油技术研究所）
研究通过实验展示了Ba3CuSb2O9中自旋关联驱动的铁电量子临界性，揭示了自旋动力学与极性晶格的强相互作用。
2026-03-31 cond-mat.str-el
