Chiral and Topological Orbital Magnetism of Spin Textures
使用半经典的格林函数形式主义，我们发现出现的手性和拓扑轨道磁性在二维手性自旋纹理明确找到的轨道磁化的修正，成比例的纹理的梯度的权力。我们表明，在自旋轨道耦合的情况下，由此产生的轨道力矩可以理解为电子响应与实空间Berry曲率的新兴磁场。通过参考Rashba模型，我们证明了通过调整表面系统的参数，在自旋纹理中涌现的轨道磁性的工程可以为轨道电子学中的新概念铺平道路。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orientation-dependent magnetism and orbital structure of strained YTiO$_3$ films on LaAlO$_3$ substrates
用第一性原理方法研究了生长在LaAlOPDMATHABMM（$110$）衬底上的YTiOPDMATHABMM薄膜的应变调谐磁性，并与（$001$）取向的薄膜进行了比较.在（$110$）衬底上制备的薄膜具有铁磁性，而在（$001$）衬底上制备的薄膜具有A型反铁磁性。这种取向依赖的磁性归因于YTiO $_3$薄膜的精细轨道有序性。对于（$001$）型，$d_{xz}$ / $d_{yz}$型轨道排序占优势，但对于（$110$）型，$d_{xy}$轨道大部分被占据，加上$d_{xz}$ / $d_{yz}$轨道的少量贡献.此外，晶格失配对于（$110$）情况是适度的，但对于（$001$）情况更严重，这也是造成这种对比磁性的原因。
2014-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Implementation of Generalized Bloch Theorem Using Linear Combination of Pseudo-Atomic Orbitals
我们采用伪原子轨道线性组合（LCPAO）作为基组，实现了基于第一性原理计算的广义Bloch定理。为了在代码中测试我们的实现，我们检查了在实验或其他计算中已经报道的三个系统，即，一维模型系统中的载流子诱导的自旋螺旋基态、bcc-Fe的自旋刚度和锯齿形石墨烯纳米管中的自旋刚度。我们证实，我们的实施给出了良好的协议与实验。基于这些结果，我们相信，我们的实施的广义布洛赫定理使用LCPAO是有用的预测复杂的磁性材料的性质。我们还预测了一个大的减少（增强）的自旋刚度的电子（空穴）掺杂的边缘石墨烯纳米铁磁态。
2018-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Wannier function localisation using Bloch intrinsic atomic orbitals
本文将IAO方法扩展至晶体体系，提出一次性非绝热万尼尔化程序对齐布洛赫函数相位，实现高效万尼尔函数局域化，并在CO/MgO吸附等固态体系中验证了其有效性。
2024-06-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Transport Currents and Persistent Currents in Solids: Orbital Magnetism and Hall Effect of Dirac Electrons
固体中的电子电流的特征确实是多种多样的，取决于环境，例如导致耗散的非平衡传输电流和平衡流动的持续电流。在许多情况下，这些电流之间的差异可能是明显的，而在某些情况下则不是。对后一种情况的理论研究结果将作简要介绍，重点是轨道磁中的磁场带间效应和狄拉克电子的霍尔效应。
2009-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linear Magnetoelectric Effect by Orbital Magnetism
我们使用对称性分析和第一性原理计算表明，线性磁电效应可以起源于轨道磁矩的极性扭曲的响应所施加的电场。使用LiFePO4作为模型化合物，我们表明，自旋轨道耦合部分解除了3d轨道的淬灭，并导致小的轨道磁矩（$μ_{(L)}\approx 0.3 μ_B$）平行于Fe $^{2+}$离子的自旋。施加的电场$\mathbf{E}$修改这些轨道磁矩的大小，从而在$\mathbf{E}$中引起净磁化线性。
2012-08-01 cond-mat.mtrl-sci
How Gold nanoparticle acquires magnetism? - Formation of large orbital moment at the interface
在本文中，我们试图找出金纳米粒子（Au-NPs）的磁性起源。我们观察到，在将金纳米粒子（Au-NPs）在Fe 3 O 4纳米粒子介质中的净磁化强度增加相比，纯Fe 3 O 4纳米粒子介质。这种磁化强度的增加可以归因于在Au/磁性颗粒界面处形成的大轨道磁矩，这表明在Au-NP中观察到的磁性是界面效应。这种界面效应得到了从正饱和磁化强度到负抗磁性贡献的突然转变的观察结果的支持，该转变是柠檬酸盐涂覆的金Au-NP上的磁场的函数。
2010-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Orbital order and magnetism of FeNCN
基于密度泛函计算，我们报告的轨道顺序和微观磁性模型的FeNCN，一个原型化合物的轨道模型。尽管具有类似的能量标度，但FeNCN中的自旋和轨道自由度仅弱耦合。基态组态的特点是双占据d_{3z^2-r^2}（a1 g）轨道和四个单占据d轨道，导致Fe+2原子上的自旋S=2，而替代（Eg '）组态约为75 meV/f. u。更高的能量。计算的交换耦合和带隙与现有的实验数据吻合得很好。可能的轨道激发所产生的实验效果进行了讨论。
2011-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revealing the role of orbital magnetism in ultrafast laser-induced demagnetization in multisublattice metallic magnets by terahertz spectroscopy
采用THz辐射和瞬态磁光响应同时探测的方法，研究了具有面内磁各向异性的多亚晶格磁体NdFeCo和GdFeCo金属玻璃的超快激光诱导磁化动力学.一个令人满意的定量协议之间的动力学揭示这两种技术的帮助下获得GdFeCo。对于NdFeCo的太赫兹辐射揭示了更快的动态比磁光响应。这表明，除了自旋动力学的Fe超快激光激发触发更快的磁化动力学的Nd。
2014-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Cluster magnetism of Ba4NbMn3O12: localized electrons or molecular orbitals?
最近合成的Ba 4 NbMn 3 O 12属于团簇磁体-具有紧密结合的磁性离子基团的系统，在这种情况下为Mn 3三聚体。通常，这种磁性团簇可以用分子轨道（MO）来描述，然而强的电子相关性可能会使这种描述无效。为了理解Ba_4NbMn_3O_（12）的电子和磁状态，我们进行了从头计算，结果表明，该体系不是用MO图描述的，而是一个电子局域在Mn离子上的体系，具有较强的团簇内交换和较弱的团簇间交换. Mn 3三聚体的计算自旋为S=2，与实验一致。预测的Ba 4 NbMn 3 O 12的磁结构是Mn 3三聚体的铁磁层，反铁磁堆叠。
2018-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley-polarized Orbital and Spin Magnetism Induced by Femtosecond Optical Pulses in Two-Dimensional Semiconductors
Uppsala University（乌普萨拉大学）
利用含时密度矩阵方法，研究了圆偏振激光脉冲在具有自旋-轨道耦合的二维带隙狄拉克系统中产生非平衡自旋和轨道磁性的超快过程，揭示了通过光子能量和偏振控制自旋与轨道磁矩的不同机制及其动力学差异。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bloch's theorem in orbital-density-dependent functionals: Band structures from Koopmans spectral functionals
Koopmans兼容的泛函提供了一个轨道密度依赖的框架，用于精确评估光谱特性;它们是通过对系统的总能量相对于任何轨道的占用施加广义分段线性条件而获得的。在晶体材料中，由于泛函的轨道密度依赖性，将总能量最小化到基态提供了一组最小化的变分轨道，这些变分轨道被局部化，从而打破了基础晶格的周期性。尽管如此，我们表明，布洛赫对称性可以被保存，它是可能的，以描述的电子态与带结构的图片，由于Wannier的变分轨道的字符。我们还提出了一种方法来展开和插值的电子带超原胞（$Γ$点）计算，这使我们能够计算完整的能带结构与Koopmans兼容的泛函。一组基准半导体和绝缘体的结果显示出非常好的协议与国家的最先进的多体微扰理论和实验，强调这些光谱泛函预测能带结构的可靠性。
2022-07-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Evidence of Magnon-Mediated Orbital Magnetism in a Quasi-2D Topological Magnon Insulator
我们探讨了准二维拓扑磁振子绝缘体Cu（1，3-BDC）的自旋动力学。结果表明，Landé $g$因子（$g$）的热演化具有各向异性：随着温度$T$的升高，$g_\textrm{in-plane}$减小，而$g_\textrm{out-plane}$增大.此外，$g$因子的各向异性（$Δg$）和饱和磁化强度的各向异性（$ΔM_\textrm{s}$）在低于4 K时是相关的，但在高于4 K时它们是发散的.我们发现，电子轨道矩有助于在较低的$T$的$g$各向异性，而由热激发的自旋手性诱导的拓扑轨道矩决定在较高的$T$的$g$各向异性。我们的工作表明拓扑结构，自旋手性，和轨道磁性之间的相互作用在铜（1，3-BDC）。
2022-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Origin of Ising magnetism in Ca3Co2O6 unveiled by orbital imaging
一维钴酸盐Ca 3Co 2 O 6是一种有趣的材料，具有非常规的磁性结构，在其磁化中显示量子隧穿现象。使用一种新开发的实验方法，s-芯级非共振非弹性X射线散射（s-NIXS），我们能够成像的原子Co的3d轨道，负责在这个系统中的伊辛磁性。我们表明，我们可以直接观察到，这是复杂的d2轨道占据的第六个电子在高自旋的Co-bu {3+}（d 6）网站，产生这种行为。这在过渡金属化合物的研究领域中是极其罕见的，并且只有通过微妙平衡的棱柱三角配位才有可能。将轨道占据与局部晶体结构直接联系起来的能力对于模拟该系统的磁性是必不可少的。
2019-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of spin magnetism, orbital magnetism, and atomic structure in layered van der Waals ferromagnet VI$_3$
最近发现的层状范德华材料VI $_3$的铁磁性引起了人们的广泛关注。尽管取得了实质性进展，但在以下重要方面尚未达成共识：（i）易磁化轴可能偏离VI $_3$层的法线，（ii）V原子可能不等价，（iii）V磁矩的值。理论工作中不同的结论的传导性质的系统，价值和作用的V轨道的时刻。据我们所知，没有理论工程解决问题（一）和（二），只有一个工作处理的价值降低的V时刻。通过将对称性参数与密度泛函理论（DFT）和DFT+ $U$计算相结合，我们已经表明，Phys. Rev. B { \bf 99}，041402（R）（2019）中报道的晶体结构的反二聚变形必然导致易轴偏离VI $_3$层的法线，与实验结果密切相关。反二聚化伴随着反转对称性的破缺导致了V原子的不等价性。我们的DFT+U计算得到了V原子的大值0.8μ_B$，导致总V矩降低，这与许多实验结果以及Phys.Rev.Bbf101，100402（R）（2020）中提出的物理图像一致。我们得到了大的原子内非共线的V自旋和轨道的时刻揭示强烈的竞争效应所导致的现场电子相关，自旋轨道耦合，和原子间的杂化，因为纯原子内效应导致共线的自旋和轨道的时刻。我们的计算证实了强磁弹性耦合的实验结果，揭示了磁性对原子结构扭曲的强烈依赖性。
2021-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Orbital-polarization terms: from a phenomenological to a first-principles description of orbital magnetism in density-functional theory
在自旋密度泛函理论的单粒子方程中，为了改善对过渡金属离子轨道磁矩的描述，反复引入唯象轨道极化项。在这里，我们表明，这些特设的修正可以被解释为近似的交换相关矢量势A_xc的电流密度泛函理论（CDFT）。这种联系提供了两种方法的额外信息：现象学OP术语与第一原理理论相关联，导致其经验成功的理由，并重新评估其局限性和在其推导中所做的近似。相反，OP项与CDFT的连接导致一组CDFT势A_xc的简单近似，具有许多基于电子气体的泛函所不具有的期望特征。
2007-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Fully Self-Consistent Finite-Temperature $GW$ in Gaussian Bloch Orbitals for Solids
我们提出的算法和实现细节的完全自洽有限温度$GW$方法在固体的高斯布洛赫轨道。我们的实现是基于有限温度格林函数形式主义，其中所有方程都解决了虚轴上，而不诉诸于分析连续的自洽过程中。没有准粒子近似和所有的矩阵元素的自能明确评估。该方法是通过评估选定的半导体和绝缘体的带隙进行测试。我们显示协议与其他不同制定的有限温度SC $GW$实现时，考虑到有限尺寸的校正和基组误差。通过将计算密集型计算迁移到GPU，我们在大型超级计算机上获得了可扩展的结果，具有近乎最佳的性能。我们的工作证明了高斯轨道为基础的SC $GW$ $\emph{ab initio}$相关材料模拟的适用性，并提供了一个良好的起点嵌入方法建立在$GW$之上。
2022-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital-quenching-induced magnetism in Ba_2NaOsO_6
观察到具有七价Os的双钙钛矿\bnoo（$d^1$）保持在理想的立方结构（{ \it，即}）。无轨道有序），尽管$t_{2g}$轨道被单占据，甚至在低于6.8 K的铁磁有序相中。基于{ \it从头算}色散的分析表明，由于自旋和轨道补偿，磁性OsO $_6$团簇接近无矩条件，其中{\it从头算}色散用基于Os $t_{2g}$的Wannier函数图、自旋轨道耦合、Hund耦合和强库仑排斥表示。淬灭（杂交）然后驱动小瞬间的出现。这种补偿，前所未有的过渡金属，出现在一个统一的图片，占所观察到的莫特绝缘行为。
2007-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Polarization, Surface Enhancement and Quantum Confinement in Nano-cluster Magnetism
在较一般的紧束缚框架下，我们研究了Ni $_{n}$团簇与$n=9$的磁性。除了通常的跳跃，交换和自旋轨道耦合项，我们的哈密顿量还包括轨道相关和表面原子的价轨道位移。我们发现，轨道矩不仅有助于在这个范围内的集群大小的总力矩，但也占主导地位的总力矩相对于集群大小的振荡。表面增强被发现不仅发生自旋，但更强，也为轨道时刻。这种增强的幅度主要取决于表面原子的配位赤字，以及由一个简单的插值描述。对于非常小的团簇（$n \leq 20$），4s电子的量子限制对3 $d$电子的占据有很大的影响，从而极大地影响自旋和轨道磁矩.用物理上合理的参数来解释轨道相关和表面价轨道位移，我们的结果与现有的实验结果有很好的定量一致性，证明了纳米团簇磁性的统一理论框架的构建.
2004-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Oxygen vacancies at titanate interfaces: two-dimensional magnetism and orbital reconstruction
我们发现，在钛酸盐界面处的氧空位诱导复杂的多轨道重构，其中包括降低局部对称性和反转的t2g和eg轨道导致相邻的O空位的Ti原子的eg轨道的占领。的轨道重建强烈依赖于O空位的集群，并可以伴随着磁分裂的本地EG轨道与叶指向的空缺和接口dxy轨道之间。重建产生的二维界面磁状态没有观察到散装SrTiO 3。利用广义梯度近似（LSDA）与原子内库仑排斥（GGA+U），我们发现这种磁状态是常见的钛酸盐表面和界面。
2012-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From the bulk to monatomic wires: An ab-initio study of magnetism in Co systems with various dimensionality
一个系统的从头算研究的框架内的本地自旋密度近似，包括自旋轨道耦合和轨道极化项的自旋和轨道的时刻和X射线磁性圆二色性（XMCD）光谱在六角钴，在铂支持和自由站立的钴单层，并在铂支持和自由站立的单原子钴线。当包括轨道极化项时，轨道矩随着维数的降低而急剧增加，并且L_2和L_3 XMCD信号之间的不对称性增加。结果表明，自旋和轨道力矩可以得到良好的精度从XMCD光谱通过求和规则。自旋<T_z>和规则的长期是令人惊讶的小的线，并讨论了其原因。
2002-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetism in Honeycomb Ladder
本文研究含额外垂直跃迁的蜂窝梯紧束缚模型，揭示磁通量诱导的有限轨道磁响应及其随填充、化学势和模型参数变化的抗磁/顺磁特性。
2025-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-induced Orbital and Spin Magnetism in $3d$, $4d$, and $5d$ Transition Metals
本文基于第一性原理首次系统研究了第 IV–XI 族 3d、4d、5d 过渡金属中自旋与轨道逆法拉第效应，揭示晶体场劈裂和自旋轨道耦合决定其大小与符号差异，并给出完整效应图谱。
2024-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization from parallel transport of Bloch states
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
该研究通过引入带分辨的绝热连接算子，重新表述了轨道磁矩的表达式，解决了传统布洛赫态公式的局限性，并在无自旋轨道耦合的磁体中展示了大轨道磁化。
2025-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kinetic Magnetism and Orbital Order in Iron Telluride
碲化铁（FeTe）是铁基高温超导体的近亲，具有特殊的磁有序和结构转变。在这里，我们探讨的想法，强相关性可能在这些材料中发挥重要作用。我们认为，在碲化铁中观察到的不寻常的订单可以理解从相关的本地时刻与轨道简并，再加上一个小密度的巡回电子的图片。结构转变的一个组成部分是由于轨道，而不是磁有序，引入了强烈的各向异性字符的系统沿对角线方向的铁晶格。双交换相互作用耦合的对角链导致观察到的有序波矢量。在这种情况下，过量铁的样品中的不相称顺序来自电子掺杂。在有序相的物理性质的强各向异性应该是可检测的单域中的传输。ARPES，非弹性中子散射和空穴/电子掺杂研究的预测。
2009-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Contrasting magnetism in isovalent layered LaSr3NiRuO4H4 and LaSrNiRuO4 due to distinct spin-orbital states
最近合成的第一个4d过渡金属氧化物氢化物LaSr_3NiRuO_4H_4具有不寻常的高H：O比，令人惊讶地显示没有磁序低至1.8 K。这与具有相当高的铁磁（FM）有序居里温度TC（约250 K）的类似的不寻常的低价Ni+ -Ru 2+层状氧化物LaSrNiRuO 4形成鲜明对比。在这项工作中，使用密度泛函计算的晶体场能级图和超交换图片的帮助下，我们发现，对比的磁性是由于不同的自旋轨道状态的Ru 2+离子（除了常见的Ni+ S=1/2状态，但具有不同的轨道状态）：Ru 2 + S=0状态的LaSr 3 NiRuO 4 H4，但Ru 2 + S=1状态的LaSrNiRuO 4。由于RuH 4 O2八面体配位，Ru 2 + S=0态具有（xy）2（xz; yz）4占据，然后Ru 2+离子稀释S=1/2 Ni+亚晶格，因此具有非常弱的反铁磁（AF）超交换，因此在LaSr 3 NiRuO 4 H4中不存在磁序。与此相反，LaSrNiRuO 4中的Ru 2 + S=1态具有（3 z2-r2）2（xz; yz）3（xy）1占据，这是由于平面正方形RuO 4的配位，然后S=1/2 Ni+和S=1 Ru 2+之间的多轨道FM超交换导致了LaSrNiRuO 4中的高TC。这项工作突出了自旋轨道状态在确定不同的磁性的重要性。
2019-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism of One-Dimensional Ni monoatomic chain on Au(110)-(1x2) surface
基于非共线磁性的密度泛函理论，我们计算了负载Ni链的磁各向异性。结果表明，磁各向异性与轨道猝灭密切相关。当镍链吸附在表面上时，最易磁化轴由平行于镍链变为垂直于镍链。对单个3d过渡金属原子吸附的研究表明，表面弛豫增强了Au（110）-（1 $\times$ 2）表面左端元素（Ti，V）的轨道矩，淬灭了右端元素（Fe，Co，Ni）的轨道矩.这是因为Ti和V原子在表面弛豫后位置升高，Fe、Co、Ni原子在表面弛豫后更深地陷入槽中。
2007-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Anatomy of the modern theory of orbital magnetism from first-principles: term-by-term analysis in the gauge-covariant formalism
Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Center for Quantum Dynamics of Angular Momentum（角动量量子动力学中心）；Peter Grünberg Institut, Forschungszentrum Jülich（彼得·格林伯格研究所，于利希研究中心）；Institute of Physics, Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；Department of Physics, RWTH Aachen University（亚琛工业大学物理系）；Korea University（高丽大学）
本文基于现代理论，通过Berry相分析不同材料中的轨道磁性，探讨了带结构特征的微观性质，并揭示了轨道磁性与化学性质的相互作用。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing orbital magnetism of a kagome metal CsV3Sb5 by a tuning fork resonator
本文利用音叉谐振器测量笼目金属CsV3Sb5的磁致各向异性磁化率，发现CDW相中存在级联相变及30 K以下具有极慢动力学和极小饱和场的各向异性磁性态，表明该电子相破坏时间反演对称性并具有非常规起源。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in systems with various dimensionality: A comparison between Fe and Co
一个系统的从头算研究进行的自旋和轨道的时刻和有效性的总和规则的X射线磁性圆二色性的Fe系统与不同的维度（散装，Pt支撑的单层和单原子线，独立的单层和单原子线）。定性地，结果是类似的那些为各自的Co系统，与主要的区别是，对于单原子Fe线<Tz>的自旋总和规则中的术语是远远大于为Co线。讨论了在Pt衬底上产生的自旋和轨道磁矩。
2003-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Crossed responses of spin and orbital magnetism in topological insulators
研究了时间反演对称拓扑绝缘体中自旋和轨道角动量的交叉磁响应。由于量子自旋霍尔系统和三维拓扑绝缘体中的自旋-轨道耦合，磁化率在磁性的自旋和轨道部分之间具有交叉（交叉）分量。在这项研究中，交叉磁化率的轨道磁化进行了研究，在二维和三维的拓扑绝缘体模型中，外部磁场相互作用的电子自旋塞曼耦合通过不同的g-因子的导带和价带。二维量子自旋霍尔绝缘体的交叉磁化率显示了响应于塞曼耦合的$\mathbb{Z}_2$拓扑相位通过平均g因子的量子化签名，并且即使当电子的$σ^z$守恒被倾斜的磁场打破时，量子化仍然存在。体轨道磁化解释的持续边缘电流归因于手征异常（1+1）维边界。在三维拓扑绝缘体中，我们发现交叉磁化率正比于导电子和价电子的g因子之差，这与二维情况有质的不同。用表面狄拉克费米子理论解释了在相变点处三维交叉极化率的陡变。最后，从时间反演和粒子-空穴对称性的角度讨论了二维和三维情况下交叉磁化率对g因子的依赖关系。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetism in M(=IA, IIA)C compounds with the rocksalt structure
用全势密度泛函方法计算了具有岩盐结构的碱金属和碱土金属MC的电子结构。我们发现化合物中的自旋磁矩主要是由碳原子的自旋极化p轨道贡献的。碳原子之间的大距离使p轨道局域化，根据Stoner判据，这引起了磁不稳定性。电子结构可以映射到刚性带模型。SrC、BaC和RaC是半金属，而KC、RbC和CsC是磁性半导体
2012-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Fault-tolerant simulation of the electronic structure using Projector Augmented-Waves and Bloch orbitals
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出一种结合布里渊轨道k空间结构与单位元投影增强波（UPAW）的框架，用于解决强关联材料的容错量子计算问题，通过改进的算法实现更高效的资源利用。
2026-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Controlling magnetism with light in a zero orbital angular momentum antiferromagnet
该研究针对零轨道角动量磁体缺乏相干自旋动力学光学激发路径的问题，以反铁磁体MnPS₃为对象实验发现轨道激发可驱动相干自旋进动，为这类绝缘体的磁光调控提供了新靶点。
2022-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effects of Strain on Orbital Ordering and Magnetism at the Perovskite Oxide Interfaces: LaMnO$_3$/SrMnO$_3$
我们研究了应变如何影响SrMnO $_3$和LaMnO $_3$之间的界面处的轨道有序和磁性从密度泛函计算和解释的基本结果在一个三位Mn-O-Mn模型。Mn原子之间的磁相互作用由Mn t $_{2g}$核自旋的反铁磁超交换和巡游e $_g$电子的铁磁双交换之间的竞争控制。虽然核心电子相对不受应变的影响，但巡回电子的轨道特性受到强烈影响，这反过来又导致铁磁双交换强度的大变化。外延应变产生MnO $_6$八面体的四面体畸变，将Mn-e $_g$态分裂成x $^2$ -y $^2$和3 z $^2$-1态，如果应变在平面内是拉伸的，则前者的能量较低，如果应变是压缩的，则相反。对于拉伸应变的情况，由于在平面中较大的电子跳跃，导致x $^2$ -y $^2$轨道的较高占据增强了平面内铁磁双交换，同时导致平面外双交换的减少。这种减少是大到足以克服反铁磁超交换，这赢得了面外Mn原子之间产生净反铁磁相互作用。对于面内压缩应变的情况，发生相反的情况，即，3 z $^2$ -1轨道的较高占据率导致面外铁磁相互作用，而面内磁相互作用保持反铁磁。具体的密度泛函结果的（LaMnO $_3$）$_1$ /（SrMnO $_3$）$_1$和（LaMnO $_3$）$_1$ /（SrMnO $_3$）$_3$超晶格的各种应变条件。
2008-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Lattice Reconstruction and Orbital Hybridization Suppress Magnetism in TaCo$_2$Te$_2$
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；Aalto University（阿尔托大学）
通过STM/STS、nc-AFM、ARPES和DFT研究，发现TaCo$_2$Te$_2$中晶格重构导致电子对称性从六角变为四方，并通过增强轨道杂化稳定非磁基态，抑制了未重构结构中的磁性不稳定性。
2026-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Assessing the suitability of the Thomas-Fermi-von Weizsäcker density functional for itinerant magnetism
George Mason University（乔治梅森大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文评估了轨道自由密度泛函理论中Thomas-费米-冯-维茨泽克泛函描述它inerant磁性的能力，通过磁稳定性评估磁化总能量的二阶导数，发现该泛函在描述它inerant磁性方面存在根本性限制。
2026-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin and Orbital Magnetism in UH2 Thin Films Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences (FZU)（捷克科学院物理研究所）；Centrum výzkumu Řež（雷什研究中心）；European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)（欧洲同步辐射装置）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）；Normandie Univ, UNICAEN, ENSICAEN, CNRS, Laboratoire CRISMAT（诺曼底大学、卡昂大学、ENSICAEN、法国国家科学研究中心CRISMAT实验室）；European Commission, Joint Research Centre (JRC)（欧盟委员会联合研究中心）
通过X射线磁圆二色性谱研究UH2薄膜中自旋与轨道磁性，发现其铁磁有序及5f磁矩特征，揭示薄膜合成对稳定UH2和探测5f磁性的重要性。
2025-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Non-magnetic impurities to induce magnetism in $α$-PbO crystal structure
利用第一性原理方法建立了一条研究$d^0$磁性的新途径。发现周期表中第14族的非磁性间隙杂质在多晶PbO型结构中诱导$p$ -轨道磁性。由两个电子占据的半填充的$p$轨道在杂质位置上产生，对于该杂质位置，由第一Hund规则保证高稳定性的铁磁状态。由于杂质嵌入在主体的层之间，其原子半径不仅是调节其溶解度的关键，也是调节磁性行为的关键：自旋极化态的原位稳定性随着原子半径的减小而增加，同时在长程有序相互作用中失去。然而，对于较小半径的杂质，较弱的位置间磁耦合可以通过它们的浓度来补偿，因为杂质溶解度极限向更高的幅度移动。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Orbital fingerprinting of magnetism across the Mn-Ni-Ga Heusler ternary
Federal University of Parana（巴拉那联邦大学）；Interdisciplinary Center for Science, Technology, and Innovation (CICTI), Federal University of Parana（巴拉那联邦大学跨学科科学技术与创新中心）；Imperial College London（帝国理工学院）；University of São Paulo（圣保罗大学）；University of Brasília, Institute of Physics（巴西利亚大学物理研究所）；Zuse Institute Berlin (ZIB)（柏林祖斯研究所）
针对Mn-Ni-Ga Heusler合金中磁态难以从成分直接判定的问题，本文提出基于投影态密度的轨道指纹作为机器学习输入，成功实现磁有序、磁矩、自旋极化分类预测及相图插值，且关键描述符与第一性原理物理一致。
2026-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Dimensionality-Driven Electronic and Orbital Transitions Mediating Interfacial Magnetism in LaNiO3/CaMnO3 Observed In Situ
Temple University（天普大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Cornell University（康奈尔大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Rutgers University（罗格斯大学）；Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室先进光源中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY（德国电子同步辐射中心）；CNR-IOM Istituto Officina dei Materiali（意大利国家研究委员会材料研究所）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；AREA Science Park（AREA科学园）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究通过原位合成和表征技术揭示LaNiO3厚度变化导致的金属-绝缘体转变及其对界面磁性的调控作用，建立电子、轨道和磁性自由度的直接耦合机制。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
X-ray magnetic circular dichroism study of Re 5d magnetism in Sr2CrReO6
我们已经测量了Re的5d自旋和轨道磁矩在亚铁磁双钙钛矿Sr 2CrReO 6的X射线磁性圆二色性在L_{2,3}边缘。在公平的协议与最近的能带结构计算[Vaitheeswaran et.例如，参考文献1]，在Re位置探测到一个大的5d自旋磁矩为-0.68 μ B和一个相当大的轨道磁矩为+0.25 μ B。我们发现双钙钛矿A_2BB 'O_6的居里温度与“非磁性”B'离子的自旋磁矩成比例。
2006-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Group theory of Wannier functions providing the basis for a deeper understanding of magnetism and superconductivity
本文给出了在任意给定空间群G或磁群M的晶体中最佳定域和最佳自适应Wannier函数的群论。假设所考虑的材料的计算能带结构是给定的，并在布里渊区中的所有对称点的布洛赫函数的对称性是已知的，本文详细说明了特定能带的布洛赫函数是否可以么正地变换成最佳局域化的Wannier函数，该函数与空间群G、磁群M或G或M的子群相适应。在这种情况下，本文认为通常以及自旋相关的Wannier函数，后者代表最一般的定义Wannier函数。提出的群论是作者之一在以前的几篇论文中发表的理论的评论，并且独立于磁性或超导性的任何物理模型。然而，建议解释的最佳本地化的Wannier函数的特殊对称性的框架下的非绝热扩展的海森堡模型，非绝热海森堡模型。基于Wannier函数的对称性，这个强关联局域电子模型可以清楚地预言系统是否具有超导或磁本征态。
2015-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of spin-orbit coupling among spin, atomic orbital, and Bloch dynamics in Janus double-transition-metal MXenes
Kyoto University of Advanced Science（京都先端科学大学）
研究发现Janus双过渡金属MXenes中自旋-轨道耦合关联自旋、轨道和Bloch动力学，产生三角自旋-动量锁定，为探索新型自旋现象提供平台。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Competing correlated states and abundant orbital magnetism in twisted monolayer-bilayer graphene
平带莫尔超晶格最近成为研究强电子相关性、非平凡能带拓扑和多重同位旋“味”对称性之间相互作用的独特平台。扭曲单层-双层石墨烯（tMBG）由于其低晶体对称性以及其带宽和拓扑结构与外部电场的可调谐性而成为特别丰富的系统。在这里，我们发现，轨道磁性是丰富的tMBG的相关相图内，引起的异常霍尔效应（AHE）在相关的金属状态附近的最奇数整数填充的平坦导带，以及相关的陈绝缘体状态稳定在外部磁场。在我们研究的特定扭曲角范围内，零场态的行为似乎与简单的自旋和谷极化不一致，相反，可能是由于谷间相干（IVC）态的序参量打破了时间反演对称性。磁场的应用进一步调整了相关态之间的竞争，在某些情况下驱动了一级拓扑相变。我们的研究结果强调了密切竞争的相关基态在tMBG之间的丰富的相互作用，与探测外来IVC订购可能的影响。
2021-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polarization-Modulated Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy: Towards Circular Dichroism without Circular Photons and Bloch Wavefunction Reconstruction
角分辨光电子能谱（ARPES）是研究固体电子能带结构的最有效的技术。为了完整地描述拓扑材料的电子结构，人们需要超越能带结构映射，并访问有关动量分辨布洛赫波函数的信息，即轨道，Berry曲率和拓扑不变量。然而，由于相位信息丢失的过程中测量的光电发射强度，检索复值布洛赫波函数从光电发射数据仍然是难以捉摸的。我们介绍了一种新的测量方法和相关的观测极紫外角分辨光电子能谱，电离辐射偏振轴的连续调制的基础上。跟踪偏振轴旋转时的光电子强度调制的能量和动量分辨的振幅和相位，使我们能够检索光电子角分布（CDAD）中的圆二色性，而不使用圆形光子，提供直接的见解到相位的光电子矩阵元素。在两个相关带的情况下，有可能用中等的理论输入来重建轨道赝自旋（以及布洛赫波函数），如对于原型层状半导体过渡金属二硫属化物2 H-WSe $_2$所证明的。这种新的测量方法在ARPES，这是阐明周围的操作的光电离跃迁偶极矩阵元素，结合一个简单的紧束缚理论，是一般的，并增加了一个新的维度，以获得深入了解轨道赝自旋，贝里曲率，和布洛赫波函数的许多相关的结晶固体。
2022-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and Orbital Magnetism by Light in Rutile Altermagnets
本文通过第一性原理研究金红石型交变磁体 RuO₂ 和 CoF₂ 的光诱导磁性，揭示交变磁对称性导致磁矩倾斜、自旋-轨道耦合增强效应并抑制倾斜，且线偏振光在轻交变磁体中可诱导出超过重铁磁体的磁矩，表明光学激发有望用于切换和探测其磁态。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Metallic Magnetism: Non-analyticity and Sign-changing Behavior of Orbital Magnetization in ABC Trilayer Graphene
本文研究ABC三层石墨烯四分之一金属相中轨道矩主导的非常规金属铁磁性，发现轨道磁化随掺杂出现两次变号及拓扑Lifshitz转变引起的奇点，而基态谷和自旋极化保持不变，并给出可实验检验的磁矫顽场预测。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic Magnetoelectric Hall Effect from Layer-Orbital Quantum Geometry
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究揭示了层-轨道量子几何如何产生内在磁电Hall效应，该效应与电场和磁场成双线性关系，且在非磁性系统中可出现，为Hall输运提供了新机制。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
