Quantum spin-glass criticality in disordered frustrated dimer magnets
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
该研究针对带键无序的三角晶格双层海森堡模型，用键算子理论变体计算热力学量与激发谱，揭示了无序阻挫二聚体磁体中量子自旋玻璃临界性的相关特性。
2026-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Entropy Driven Dimerization in a One-Dimensional Spin-Orbital Model
我们研究了一个新的版本的一维自旋轨道模型与自旋S=1相关的立方钒酸盐。在小的Hund耦合J_H下，我们发现纯电子系统中的二聚化完全是由于动态自旋轨道耦合。当J_H大于某一临界值时，零温下的均匀铁磁态是稳定的.更令人惊讶的是，我们观察到温度驱动的二聚的铁链，这是由于二聚体状态释放的大熵。这种动力学二聚作用可能是驱动YVO_3特殊中间相的机制。
2002-12-16 cond-mat.str-el
Rapidly fluctuating orbital occupancy above the orbital ordering transition in spin-gap compounds
几个低维自旋系统在TS以下的分子轨道内形成自旋二聚体相，与长程反铁磁有序竞争。通常，优先轨道占据和有序化是二聚化的实际驱动力，如在所谓的轨道驱动的自旋佩尔斯化合物（MgTi 2 O 4、CuIr 2S 4、La 4 Ru 2 O 10、NaTiSi 2 O 6等）中。通过对La_4Ru_2O_（10）的热导率k（T）的微观分析，我们发现在TS以上轨道占有率迅速波动，导致轨道-液体状态。强的轨道-晶格耦合引入了动态键长波动，其散射声子以产生与TS以上的T成比例的k（T）（即玻璃状）。这种声子玻璃声子晶体的转变发生在其他自旋二聚体系统，如NaTiSi 2 O 6，指向一个普遍的现象。
2010-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital-dependent singlet dimers and orbital-selective Peierls transitions in transition metal compounds
我们表明，在过渡金属化合物中含有结构金属二聚体，在不同轨道的存在下，可能存在一种特殊的状态，其中一个轨道上的电子部分形成单线态，而其他的则有效地去耦，并可能给出例如长程磁序或保持顺磁性。在结构相变自发形成的二聚体中也可以实现类似的情况，这种结构相变可以称为轨道选择性Peierls相变。这可能发生在不同轨道的强非均匀跳跃积分和小的原子内洪德规则耦合JH的情况下。这幅图的另一个结果是，对于每个二聚体的奇数个电子，存在铁磁性的双交换机制之间的竞争，以及由一个轨道上的电子形成单重态二聚体，剩余的电子给出二聚体的净自旋。第一种情况是实现强洪德规则耦合，典型的3D化合物，而第二个是更合理的4D-5D化合物。我们讨论了这些现象的一些影响，并考虑实际系统的例子，其中轨道选择相似乎是实现。
2014-04-11 cond-mat.str-el
Kekule spin-orbit dimer phase and triplon dynamics
本文推导并研究了蜂窝晶格上$d^1$电子组态离子的自旋轨道模型。在该体系中，$t_{2g}$轨道的方向性导致了广泛简并的二聚基态。我们发现，额外的相互作用，从电荷转移过程完全解除简并和稳定的凯库勒自旋轨道二聚相，二聚体形成一个戈薇超晶格。对于这样的相位，三重子带谱类似于可果美晶格的电子能带结构，并且在二聚体间Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在下变得拓扑非平凡。作为对凯库勒二聚相的实验验证，我们提出了热霍尔实验，它可以直接揭示相应的三重子带谱的拓扑轮廓。
2022-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Comment on ''Alternating spin and orbital dimerization and spin-gap formation in coupled spin-orbital systems''
通过这个评论，我们想指出[2]，尽管这种考虑可能是相当复杂的，但对自旋-伪自旋哈密顿量的考虑与现实毫无共同之处。这意味着，就真实系统的性质而言，这种考虑是无用的。
2000-12-06 cond-mat.str-el
Classical dimers and dimerized superstructure in orbitally degenerate honeycomb antiferromagnet
本文讨论了蜂窝晶格上自旋为1的离子的自旋轨道模型的基态，该离子具有部分填充的$t_{2g}$能级。我们发现，轨道自由度诱导自旋自发二聚化，并将它们驱动到由晶格的硬核二聚体（自旋单重态）覆盖所跨越的流形中。通过磁致弹性耦合引入合作的“二聚体Jahn-Teller”效应，并显示出提升二聚体的取向简并性，导致奇特的价键晶体图案。本理论为Li $_2$ RuO $_3$化合物在低温下的二聚超结构提供了理论解释。
2008-03-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Model Calculation of Electron-Phonon Couplings in a Dimer with a Non-Degenerate Orbital
我们评估了所有的电子-声子耦合来自单体电子相互作用，在绝热和极端的非绝热极限，为一个非简并轨道的原子波函数的高斯形状的二聚体。我们发现，在这两种情况下，耦合参数的值有很大的不同，以及不同的表达式中的相应项的哈密顿量。
1999-10-14 cond-mat.str-el
Cluster Spin Glass State in Ba$_3$Sb$_{1+x}$Co$_{2-x}$O$_{9-δ}$: Cation Disorder and Mixed-Valence Co Dimers
本研究通过磁化、热容和中子衍射等手段，证实六方钙钛矿Ba$_3$Sb$_{1+x}$Co$_{2-x}$O$_{9-δ}$因Co/Sb无序和氧空位引入的阻挫而呈现团簇自旋玻璃态，无长程磁有序。
2025-06-24 cond-mat.str-el
Density-functional theory for systems with noncollinear spin: orbital-dependent exchange-correlation functionals and their application to the Hubbard dimer
发展了一类新的轨道相关交换相关势，用于非共线自旋密度泛函理论。从优化的有效势（OEP）的形式主义的确切的交换势-广义的非共线的情况下-相关效应通过一个自洽的程序的启发Singwi-Tosi-Land-Sjolander（STLS）方法。的轨道相关的xc电位施加到均匀和非共线的磁场的哈伯德二聚体和精确对角化和Bethe-anastrous本地自旋密度近似。STLS给出了总能量，密度和磁化强度的整体最佳性能，特别是在弱到中等相关的制度。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multicolored quantum dimer models, resonating valence-bond states, color visons, and the triangular-lattice t_2g spin-orbital system
三角晶格上三重简并t_2g电子的自旋轨道模型被证明是由二聚体控制的：相图既包含强共振的复合自旋轨道二聚体态，也包含准静态的自旋单线价键（VB）态。为了阐明在这些不同的制度的真正的基态的性质，该模型被映射到一些量子二聚体模型（QDM），其中每一个有三个二聚体的颜色。通用的多色QDM，说明了两种和三种颜色的情况下，具有拓扑颜色结构，“色视子”的激发，和广泛的区域共振VB阶段。具体的模型进行了分析，以进一步了解可能的基态的超交换和直接交换限制的电子哈密顿量，并建议在所有情况下对VB顺序的强烈趋势。
2010-09-27 cond-mat.str-el
Lattice Dynamics in a strongly dimerized low-dimensional model with orbital ordering
研究了一维Kugel-Khomskii模型中自旋、轨道和晶格自由度的相互作用。在附近的二聚体点，我们分析的激发光谱，映射的自旋和轨道自由度键运营商。特别是我们研究的声子传播由于耦合到轨道和磁激发的重整化。考虑到这两个，铁和反铁轨道有序，我们将表明，在声子谱中的轨道震荡过程的外观是敏感的类型的Jahn-Teller失真。我们的研究结果的相关性，低维过渡金属化合物的光谱将进行讨论。
2004-07-16 cond-mat.str-el
Dimerization versus Orbital Moment Ordering in the Mott insulator YVO$_3$
本文利用精确对角化方法结合平均场论研究了立方钒酸盐自旋轨道模型的相图。自旋-轨道耦合与Hund交换竞争并触发新的相，其中$t_{2g}$轨道磁矩的有序性通过VO $_6$八面体的倾斜而稳定。它定性地解释了在YVO $_3$中观察到的自旋倾斜和磁化强度的降低。在有限温度下，即使在没有晶格畸变的情况下，$C$型反铁磁相的轨道Peierls不稳定性也会引起磁交换常数的调制。计算的自旋结构因子表明，由于轨道Peierls二聚化的磁振子分裂。
2003-06-25 cond-mat.str-el
Direct detection of dimer orbitals in Ba$_5$AlIr$_2$O$_{11}$
许多莫特绝缘体的电子态，包括虹彩酸盐，经常被概念化为局域原子态，如著名的“$J_\text{eff}=1/2$态”。虽然轨道杂化可以强烈地改变这些状态并显着改变材料的电子特性，但探测这个过程是非常具有挑战性的。在这项工作中，我们直接检测和量化的形成二聚体轨道的铱酸盐材料Ba $_5$ AlIr $_2$ O $_{11}$使用共振非弹性X射线散射（RIXS）。通过密度泛函理论（DFT）计算和基于Ir-Ir簇模型的理论模拟相结合，观察并分析了对应于二聚体轨道激发的尖锐峰.这种部分离域的二聚体状态导致电子的角动量的重新定义以及材料的磁性和电子行为的变化。我们用这个来解释减少观测到的磁矩相对于预测的基础上原子状态。这项研究开辟了新的方向，研究二聚在一个大家庭的材料，包括固体，异质结构，分子和瞬态。
2018-10-11 cond-mat.str-el
Dimer phases in quantum antiferromagnets with orbital degeneracy
研究并解决了一类轨道简并量子磁体微观模型的基态问题。轨道的自由度被假定为具有方向性，并表示为静态的Potts-like变量。在洪德耦合消失的极限下，这种模型的基态流形被晶格的硬核二聚体（自旋单线态）覆盖所跨越。二聚体覆盖的广泛的简并解除在有限的洪德耦合通过一个有序的无序机制由虚拟三重激发。几个实验研究系统的相关性，我们的研究结果进行了讨论。
2007-10-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Jahn-Teller driven quadrupolar ordering and spin-orbital dimer formation in GaNb$_{4}$Se$_{8}$
本文通过单晶X射线衍射研究GaNb₄Se₈在50 K和29 K的两级相变，揭示Jahn-Teller驱动的四极有序及低温下团簇间二聚体形成所暗示的价键固体磁态。
2024-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct observation of charge order and orbital glass state in multiferroic LuFe2O4
LuFe_2O_4中Fe离子的几何阻挫导致了复杂的电荷和磁序以及强的磁电耦合。利用Fe K边缘的共振X射线衍射，从（h/3 k/3 l/2）反射推导出两个Fe位的异常散射因子。两种类型的Fe离子之间的化学位移等于4.0（1）eV，对应于完全电荷分离成Fe 2+和Fe 3+。超晶格反射的偏振和方位角依赖性表明没有各向异性散射，揭示轨道玻璃态特征的Fe 2+轨道的随机取向。
2009-07-17 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
Elementary excitations in one-dimensional spin-orbital models: neutral and charged solitons and their bound states
我们研究，数值和变分，不同类型的基本激发的自旋链模型与各向异性的自旋轨道耦合之间的相互作用，在附近的“二聚体线”与一个确切的已知的二聚基态。我们的变分处理被发现是在一个定性的协议与确切的对角化结果。孤子对仅在相图中二聚体线附近的一个很窄的区域内是最低的激发，并且相变总是由磁振子型激发所控制，这种磁振子型激发可以被看作是孤子-反孤子束缚态。结果表明，当各向异性超过某一临界值时，会出现新的相界。在二聚体线上的掺杂模型中，精确的元电荷激发被证明是束缚在孤立子上的空穴。研究了这些“荷电孤子”的束缚态，给出了N空穴束缚态的精确解。
2000-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The ground state phases of orbitally degenerate spinel oxides
本文综述了具有三重$t_{2g}$轨道简并度的自旋二分之一尖晶石氧化物的微观自旋轨道哈密顿量和基态性质。结果表明，对于任何轨道构型，相应的自旋哈密顿量的基态在经典极限下是无限简并的。自旋的量子性质提升了广泛的经典简并性，这种效应类似于量子涨落引起的无序中有序现象。这将驱动系统的非磁性自旋单重态二聚体歧管与残留的简并，由于二聚体的相对取向。本文还简要地评述了提高“取向”简并度的磁弹性机制。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and electrical anisotropy with correlation and orbital effects in dimerized honeycomb ruthenate Li$_2$RuO$_3$
Li 2 RuO 3在相对较高的温度550 K下发生结构转变，在其他各向同性蜂窝晶格上具有明显的Ru-Ru键二聚化。它表现出独特的人字形二聚模式，有史以来最大的粘合收缩值约为0.5 μ m。尽管在理论和实验上进行了广泛的研究，但其起源及其对物理性质的影响仍有待了解。在这项工作中，使用高质量的单晶，我们研究了电阻率（$ρ$）和磁化率（$χ$）的各向异性，以找到一个非常明确的各向异性：$ρ$ $_c*$ > $ρ$ $_b$ > $ρ$ $_a$和$χ$ $_b$> $χ$ $_a$ > $χ$ $_c*$。对于可能的理论解释，我们进行了密度泛函计算，得出结论，这些各向异性行为是由于相关效应结合独特的轨道结构和Ru 4d带的二聚化。
2019-10-16 cond-mat.str-el
Changeover from Glassy ferromagnetism of the orbital domain state to long range ferromagnetic ordering in La{_{0.9}}Sr_{0.1}MnO{_3}
通过对La ${_{0.9}}$ Sr $_{0.1}$ MnO ${_3}$样品的体磁测量，试图解决与低掺杂铁磁（FM）-绝缘体（I）锰氧化物的低温相（基态）有关的争议。结果表明，在低掺杂体系中由良好的跃迁形成的FM相，随着温度的降低而变得不均匀。这种不均匀性被认为是e $_g$ -电子的轨道域状态形成的结果，该电子具有将空穴缺乏（绝缘）区域分开的空穴富集（金属）壁。由此产生的复杂性带来的亚稳性和玻璃态行为内FM相在低温下，然而，没有相似之处的自旋玻璃，集群玻璃或凹入相。它显示了无记忆的老化效应，但磁弛豫显示了团簇间相互作用的特征。该玻璃相的能量景观图片描述的层次模型。此外，它表明，这种不均匀性消失在La ${_{0.9}}$ Sr $_{0.1}$ MnO $_{3.08}$，其中，轨道域状态被破坏的自掺杂导致减少Mn $^{3+}$，因此e $_g$ -电子。非化学计量样品的铁磁相不显示玻璃态行为。它既不遵循通常用来解释玻璃态或非均匀体系的“分层模型”，也不遵循“液滴模型”。它的磁响应可以简单地用均匀铁磁体的畴壁动力学来解释。
2007-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystal structures and magnetic order of La{0.5+delta}A{0.5-delta}Mn{0.5+epsilon}Ru{0.5-epsilon}O{3} (A= Ca, Sr, Ba): Possible orbital glass ferromagnetic state
用中子粉末衍射方法研究了La{0.5 + δ}A{0.5-δ}Mn{0.5+ δ}Ru{0.5-δ}O{3}（A= Ca，Sr，Ba）的晶体学和磁性。所有研究的样品显示正交钙钛矿晶体结构，空间群Pnma，具有规则的（Mn，Ru）O{6}八面体，并且Mn 3+和Ru 4+离子没有化学有序。在低于Tc ~ 200-250 K时观察到铁磁自旋结构，平均有序矩为~ 1.8-2.0 Bohr磁子/（Mn，Ru）。长程铁磁性的观察和轨道有序的情况下，合理化的一个强大的锰-钌杂化，这可能会冻结的轨道自由度和扩大的eg价带，导致一个轨道玻璃态载体介导的铁磁性。
2004-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbitally driven spin-singlet dimerization in $S$=1 La$_{4}$Ru$_{2}$O$_{10}$
使用X射线吸收光谱在Ru- $L_{2,3}$边缘，我们揭示了Ru $^{4+}$离子保持在$S$ =1自旋状态的罕见的4d轨道有序过渡和自旋间隙的形成。利用局域自旋密度近似+ Hubbard U（LSDA+U）能带结构计算发现，低温相的晶场不足以稳定$S$ =0态.相反，我们确定了一个独特的轨道排序与显着的各向异性的反铁磁交换耦合。我们认为$_{4}$ Ru $_{2}$ O $_{10}$是一种新的材料，在准二维$S$ =1体系中，轨道物理驱动自旋单重态二聚体的形成.
2006-06-20 cond-mat.str-el
Suppression of orbital ordering and emergence of a glassy magnetic state in a high-entropy spinel vanadate
Nihon University（日本大学）
本研究合成高熵尖晶石钒酸盐(Li0.2Mg0.2Mn0.2Co0.2Zn0.2)V2O4，发现其高构型熵抑制长程轨道有序，稳定了介于典型自旋玻璃与团簇玻璃间的异质玻璃态磁性，揭示了高熵磁体中多因素的共同作用。
2026-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
An analytical approach for calculating transfer integrals in superexchange coupled dimers
通过明确地包含轨道相互作用，导出了超交换耦合二聚体中局域磁轨道之间的转移积分HAB作为原子类型和分子几何形状的函数的解析表达式。结果表明，HAB对磁耦合常数J的研究在理解磁-结构关联中起着关键作用。这种方法的可靠性和能力，证实了比较与数字电子结构计算的局部自旋密度近似单，双桥铜（II）-二聚体与氟配体。所有的结果都可以计算和理解的分析形式表示，因此，一个强大的工具，了解磁结构的相关性，也为构建磁轨道分析。
2011-12-06 cond-mat.str-el
Electronic and phononic states of the Holstein-Hubbard dimer of variable length
我们考虑一个模型的二聚体的哈密顿量，包括所有的电子的一个和两个身体的条款符合一个单一的轨道每个网站，一个自由的爱因斯坦声子项，和电子-声子耦合的Holstein型。裸电子相互作用参数的计算采用了由高斯原子轨道建立的Wannier函数。一个有效的极化子哈密顿量得到了一个无限制的位移振子变换，然后通过压缩声子变分波函数的声子项的评估。对于四分之一填充和半填充轨道的情况，在一定二聚体长度范围内，通过同时独立地优化轨道形状、声子位移和压缩效应强度来确定基态.由于二聚体长度的变化，我们通常会发现电子和声子状态的不连续变化，伴随着可观的重整化的有效电子相互作用的过渡，由于强烈依赖于声子制度和基态的类型的波函数的平衡形状。
1998-06-24 cond-mat.str-el
Tuning the orbital-lattice fluctuations in the mixed spin-dimer system Ba$_{3-x}$Sr$_{x}$Cr$_{2}$O$_{8}$
在$A_{3}$ Cr $_{2}$ O $_{8}$中，其中$A$ = Sr或Ba，四面体配位中被氧离子包围的Cr $^{5+}$离子是Jahn-Teller活性的。Jahn-Teller畸变导致结构相变和结构相变下方的三个孪生单斜畴的相关出现。这种转变是高度动态的，在一个扩展的温度范围内为$A$ = Sr。我们研究了混合化合物Ba $_{3-x}$ Sr $_{x}$ Cr $_{2}$ O $_{8}$与$x=2.9$和$x=2.8$通过X射线和中子衍射，拉曼散射和量热法。基于所获得的声子频率的演变，我们发现一个明显的抑制的轨道晶格波动制度与Ba含量的增加。这与晶胞体积、原子位置和二聚体内自旋-自旋交换相互作用所表现出的线性行为相反。
2018-07-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong magnetic frustration and anti-site disorder causing spin-glass behavior in honeycomb Li2RhO3
由于大的自旋-轨道耦合，$d$ -金属氧化物中的$t_{2g}^5$电子构型倾向于高度各向异性的交换相互作用和奇异的磁性。在$5d^5$铱酸盐中，考虑到现有的各种晶体结构，磁各向异性可以从反对称到对称Kitaev型，相互作用强度超过各向同性项。通过多体电子结构计算，我们研究了$4d^5$蜂窝状氧化物Li $_2$ RhO $_3$的磁交换性质和有趣的自旋玻璃行为。对于原始的晶体没有铑-锂网站反转，我们预测的二聚基态在同构的$5d^5$铱酸锂$_2$ IrO $_3$，与三重自旋二聚体有效地放置在一个挫折的三角形晶格。利用Rh-Li反位无序，我们将观察到的自旋玻璃相解释为不同的、近简并对称破缺配置的叠加。
2015-11-26 cond-mat.str-el
Highly Tunable Ru-dimer Molecular Orbital State in 6H-perovskite Ba$_3$MRu$_2$O$_9$
本研究针对4d过渡金属Ru二聚体分子轨道体系微观能量尺度竞争机制不明的问题，通过对6H钙钛矿Ba$_3$MRu$_2$O$_9$开展首次RIXS测量，发现其脆弱可调的分子轨道态，揭示了大跃迁与小自旋轨道耦合的共同作用，为分子轨道量子相变研究提供了理想模型。
2024-05-15 cond-mat.str-el
Deformation of SU(4) singlet spin-orbital state due to Hund's rule coupling
利用密度矩阵重整化群方法研究了具有各向同性自旋和各向异性轨道交换作用的一维自旋轨道模型的基态性质和激发能隙，该模型代表了包含Hund规则耦合（$J$）的双轨道哈伯德模型在四分之一填充时的强耦合极限.在J=0时，自旋和轨道关联彼此一致，在$q=π/2$处有一个峰，对应于SU（4）单重态。另一方面，自旋和轨道状态以不同的方式变化，由于洪德规则耦合。随着$J$的增大，轨道关联峰位向$q=π$方向移动，自旋关联峰位保持在$q=π/2$位置。此外，轨道二聚体的相关性变得强大的自旋二聚体的相关性相比，这表明量子轨道的波动增强了洪德规则耦合。因此，与自旋能隙相比，相对大的轨道能隙打开，并且该系统由在轨道二聚体状态的背景上的有效自旋系统描述。
2007-01-05 cond-mat.str-el
Spin glass behavior in frustrated quantum spin system CuAl2O4 with a possible orbital liquid state
CuAl 2 O 4是具有量子自旋的正常尖晶石氧化物，对于Cu 2+，S=1/2。这是一个相当独特的特征，CuAl 2 O 4的Cu 2+离子位于四面体位置，而不是像许多氧化物通常的八面体位置。在低温下，它表现出量子自旋玻璃的所有热力学证据。例如，多晶CuAl 2 O 4在低场直流磁化强度数据中显示出以~ 2K为中心的尖点，在交流磁化率中显示出明显的频率依赖性，而在磁化强度的时间依赖性中显示出对数弛豫行为。同时，在~2.3 K处的热容中存在峰值，该峰值随着磁场向更高温度移动。另一方面，当从40冷却到0.4K时，在高分辨率中子粉末衍射数据中没有新的超晶格峰的证据。这意味着，有没有长程磁序低至0.4 K，从而确认了自旋玻璃样基态的CuAl 2 O 4。有趣的是，尽管Cu 2+是Jahn-Teller活性离子，但也没有结构畸变的迹象。因此，我们认为CuAl_2 O_4最可能的基态是轨道液态。更令人感兴趣的是，它还表现出大的阻挫参数f = Theta_CW/Tm ~67，这是尖晶石氧化物报道的最大值之一。我们的观察表明，CuAl 2 O 4应该是一个罕见的例子，挫折量子自旋玻璃的轨道液体状态的一个很好的候选人。
2017-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Selective substitution in orbital domains of a low doped manganite : an investigation from Griffiths phenomenon and modification of glassy features
研究了La ${_{0.9}}$ Sr $_{0.1}$ MnO ${_3}$中Mn位引入2.5%Ga或Al引起的最小无序所引起的磁行为差异。据认为，Ga或Al选择性地在轨道域内或其壁上产生无序，导致前者的Griffiths相（GP）奇异性增强，后者的情况下，它消失。结果表明，Ga取代Mn $^{3+}$，这被认为是集中在畴内，而Al取代Mn $^{4+}$，这是偏析的空穴丰富的墙壁上，没有造成任何显着的结构或铁磁转变温度的影响。因此，据推测，由Ga产生的无序效应延伸穿过在类似长度尺度上具有相关性的域的大部分，从而导致GP现象的增强。相反，由Al产生的无序效应仍然局限于畴壁，导致畴壁产生的动力学的改变，并抑制GP。此外，在低温区域的化合物中观察到对比特征;在Ga掺杂样品中观察到重入自旋玻璃样行为，而Al掺杂样品的观察到的特征仅归因于没有任何玻璃相的情况下的修改的畴壁动力学。在三阶磁化率测量的显着特点表明，整个系列的磁基态包括轨道域状态。这些观察结果揭示了无序性质对GP现象的作用，也再次证实了低掺杂锰氧化物的自组织性质。
2008-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-dimer ground state driven by consecutive charge and orbital ordering transitions in the anionic mixed-valence compound Rb$_4$O$_6$
最近，从分子过氧化物O $_2^{2-}$和超氧化物O $_2^-$阴离子的电荷排序推导出混合价碱金属倍半氧化物Cs $_4$ O $_6$中的Verwey型转变，伴随着结构转变和电子电导率的显著变化[Adler等人，Sci. Adv 4，eaap7581（2018）]。在这里，我们报告说，在姊妹化合物Rb $_4$ O $_6$一个类似的Verwey型电荷有序过渡强烈联系到O $_2^-$轨道和自旋动力学。在冷却时，粉末中子衍射实验揭示了在$T_{\rm CO}=290$ K下的电荷有序化和α-到-tetrahydroxide转变，随后是在$T_{\rm s}=92$ K下的进一步结构不稳定性，其涉及磁性O $_2^-$阴离子的额外重新取向。由密度泛函理论计算支持的磁共振技术表明出现了一种特殊类型的$π^*$ -磁活性O $_2^-$单元的轨道排序，其促进了由弱耦合自旋二聚体组成的量子自旋态的形成。这些结果表明，与3种$d$过渡金属化合物类似，在$π^*$开壳碱金属倍半氧化物中，类Jahn-Teller电子-晶格耦合和Kugel-Khomskii型超交换之间的相互作用决定了轨道有序和磁性基态的性质.
2019-11-27 cond-mat.str-el
Electronic correlations and competing orders in multiorbital dimers: a cluster DMFT study
我们调查违反第一洪德规则的4 $d$和5 $d$过渡金属氧化物，形成固体的二聚体。这些二聚体内的键合状态降低了这些材料的磁化强度。我们参数化的二聚体形成与现实的跳跃参数，并发现不仅制度，在那里系统的行为作为费米液体或作为Peierls绝缘体，但也强烈相关的区域由于洪德的耦合和它的竞争与二聚体形成。用团簇动力学平均场论研究了双平面Bethe晶格中二聚体的电子结构，该晶格具有两个轨道和$3/8$填充，即每个二聚体有三个电子.它揭示了高自旋（双交换）状态和低自旋（分子轨道）状态的二聚体反铁磁顺序。在交叉区，我们观察到长程磁序的抑制，涨落的增强和电子质量的重整化。在一定的相互作用强度的系统成为一个非相干的反铁磁金属定义良好的本地的时刻。
2018-09-21 cond-mat.str-el
Criticality and Mott-glass phase in a disordered 2D quantum spin systems
利用量子蒙特卡罗模拟研究了正方晶格上具有三种不同最近邻相互作用J1<=J2<=J3的无序S=1/2海森堡量子自旋模型.我们考虑的制度，其中J1代表弱键，和J2和J3对应于两种较强的债券（二聚体），这是随机分布的列形成耦合2-腿梯。当平均二聚体内耦合（J2+J3）/2增加时，系统经历了从基态的Neel到量子玻璃化转变，随后又经历了第二次到量子顺磁体的转变。量子玻璃相是无间隙的莫特玻璃类型（即，在玻色子语言中，它在温度T = 0时是不可压缩的），并且我们发现均匀磁化率的温度依赖性遵循拉伸指数形式x~exp（-b/T^α），其中0在Neel玻璃化转变，我们观察到标准的O（3）临界指数，这意味着在这个系统中违反了Harris准则的相关性的障碍。
2014-07-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Structural domain and spin ordering induced glassy magnetic phase in single layered manganite Pr$_{0.22}$Sr$_{1.78}$MnO$_4$
单层结构的Pr $_{0.22}$ Sr $_{1.78}$ MnO $_4$在室温以下经历了从高温四方相到低温正交相的结构转变。据报道，斜方晶相具有两种结构变体，其晶格参数略有不同，Mn-3 $d$能级显示两种变体内的轨道有序，尽管具有相互垂直的有序轴。除了轨道有序，正交变体还具有反铁磁有序，具有不同的Néel温度。我们对Pr $_{0.22}$ Sr $_{1.78}$ MnO $_4$的多晶样品的磁性研究表明，大的热滞后表明四方晶系到正交晶系转变的一阶性质。在低温下观察到磁记忆、大弛豫、频率相关磁化率和时效效应，表明样品中存在类似自旋玻璃的磁基态。玻璃态的磁性可能来自于正交畴的界面阻挫，其中轨道和自旋有序对竞争的磁性相互作用起着至关重要的作用。
2012-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Frustrated spin-1/2 Heisenberg model on a Kagome-strip chain: Dimerization and mapping to a spin-orbital Kugel-Khomskii model
该研究通过精确对角化和密度矩阵重整化群方法，分析了Kagome条带链上受挫自旋-1/2海森堡模型的量子相，发现一个覆盖大部分相图的二聚化自旋有能隙相，并用简并微扰理论将其映射为Kugel-Khomskii模型，揭示二聚化起源。
2024-09-19 cond-mat.str-el
Valence-Bond Crystal, and Lattice Distortions in a Pyrochlore Antiferromagnet with Orbital Degeneracy
讨论了高阻挫烧绿石晶格上自旋为1/2的三重$t_{2g}$轨道简并磁性离子的基态性质，如B-尖晶石MgTi $_2$ O $_4$中的Ti $^{3+}$离子.在Hund耦合为零的情况下，我们构造了一个有效的自旋轨道哈密顿量，并通过构造几个精确的本征态研究了它的低能区。我们发现，轨道自由度调制的自旋交换能，释放烧绿石结构的无限自旋简并，并驱动系统到一个非磁性的自旋单重态流形。后者是自旋单重态二聚体的集合，然而，相对于二聚体取向高度简并。这种"定向“简并性随后被磁弹性相互作用提升，磁弹性相互作用通过在合适的方向上扭曲键并导致四元相来优化先前的能量增益。以这种方式，通过二聚体沿着围绕四角轴延伸的螺旋链的缩合形成价键晶体状态，如在MgTi $_2$ O $_4$中实际观察到的。在二聚相的轨道有序模式被预测为铁型沿螺旋和反铁型之间。最后，通过分析的考虑以及数值从头算模拟，我们预测一个可能的实验工具，通过共振X射线散射观察这样的轨道排序。
2005-01-12 cond-mat.str-el
Glass Transition in the Polaron Dynamics of CMR Manganites
中子散射测量双层锰氧化物接近最佳掺杂表明，短程极化子的相关性是完全动态的，在高T，但然后冻结冷却到温度T* 310 K。这种玻璃化转变表明，顺磁/绝缘状态产生的固有的轨道挫折，抑制形成的长程轨道和电荷有序状态。当进一步冷却到铁磁金属态（Tc=114 K）时，极化子熔化，漫散射迅速发展成传播的横向光学声子。
2002-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Second-order Peierls transition in the spin-orbital Kumar-Heisenberg model
我们在B提出的一维SU（2）$\otimes$ XY自旋轨道模型中加入海森堡相互作用项$\proptoλ$。库玛在$λ=0$中，自旋和轨道自由度可以通过导致模型的精确解的幺正变换来分离。我们发现，一个有限的$λ>0$导致自发二聚的系统，在热力学极限成为一个光滑的相变在$λ\to 0$，而它仍然是不连续的一阶微扰方法。在$λ\to 0$的极限下，我们给出了纠缠熵、能隙和二聚序参量的行为，证实了临界行为。最后，我们给出了在海森堡极限$λ\to\infty$中另一个相变的证据，并对在小和大$λ$极限中观察到的二聚态给出了定性的分析解释.
2015-03-13 cond-mat.str-el
The emergence of Resonating Valence Bond physics in spin-orbital models
我们讨论如何轨道简并，这通常是由合作的Jahn-Teller失真，在适当的情况下，可能会导致，而不是共振价键自旋轨道液体。要点是：i）形成自旋-轨道二聚体的趋势，在几种情况下已经确定了这种趋势; ii）映射到量子二聚体模型上，已经证明在三角晶格上具有共振价键相。从LiNiO $_2$的微观模型开始，详细解释了如何实现该程序。
2006-09-19 cond-mat.str-el
Robust atomic orbital in the cluster magnet LiMoO2
在这项研究中，我们提出了一个金红石相关的材料，LiMoO2，成为一个集群磁铁，并表现出一个自旋单重态形成的预成型钼二聚体冷却后。与普通的团簇磁体不同，尽管形成了分子轨道，原子dyz轨道仍然存在，从而影响了所选材料的磁性。这种具有分子和原子轨道特性的杂化团簇磁体在孤立团簇上实现了多个独立自旋，为研究孤立自旋二聚体物理提供了一个理想的平台。
2020-08-11 cond-mat.str-el
Glassy freezing of orbital dynamics in FeCr2S4 and FeSc2S4
我们报告一个彻底的介电调查的玻璃状冻结的轨道重定向动力学，最近发现的结晶硫尖晶石FeCr 2S 4和FeSc 2S 4。由于轨道的重新取向耦合到周围的离子晶格通过Jahn-Teller效应的重排，冻结的轨道时刻揭示了由弛豫行为的复介电常数。附加的电导率（直流和交流）和接触的贡献，显示在光谱中考虑到的等效电路描述。轨道弛豫动力学在60年的时间里不断减慢，在最低温度下，玻璃化转变被量子隧穿抑制。
2005-04-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Orbital Glass in FeCr2S4
对具有亚铁磁自旋序和四面体晶场中轨道简并的Jahn-Teller活性Fe 2+离子的尖晶石FeCr 2S 4的低温热容研究提供了10 K以上轨道液态的实验证据。我们表明，在10 K的低温转变产生的轨道顺序，是非常敏感的微调的多晶化学计量。在单晶中，轨道有序被完全抑制，导致轨道玻璃态，当温度接近零时，热容遵循严格的T^2依赖性。
2004-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Electronic States and Possible Origin of the Orbital-Glass State in a Nearly Metallic Spinel Cobalt Vanadate: An X-ray Magnetic Circular Dichroism Study
我们用X射线吸收光谱（XAS）、X射线磁性圆二色性（XMCD）和随后的组态相互作用团簇模型计算研究了轨道玻璃态（短程轨道有序）尖晶石钒酸盐Co $_{1.21}$ V $_{1.79}$ O $_{4}$的轨道状态。从的XMCD谱的符号，它被发现，自旋磁矩的Co离子是平行于所施加的磁场和V离子的反平行于它，与中子散射研究一致。结果表明，在八面体位置的过量的钴离子采取三价低自旋状态，并诱导一个随机电位的V亚晶格。V离子的轨道磁矩虽然有限，但很小，这表明有序轨道主要由实数轨道组成。
2018-02-20 cond-mat.str-el
A spin-gapped Mott insulator with the dimeric arrangement of twisted molecules Zn(tmdt)$_{2}$
对单组分分子材料Zn（tmdt）$_{2}$进行了$^{13}$ C核磁共振测量，其中tmdt在准二维莫特绝缘体和超导体中形成类似于所谓的$κ$型分子堆积的排列。对粉末光谱的详细分析揭示了tmdt $π$轨道中的局部自旋磁化率。所得到的位移和弛豫速率揭示了$π$自旋的单重态-三重态激发，表明Zn（tmdt）$_{2}$是自旋带隙的莫特绝缘体，与传统的分子莫特系统相比具有异常大的电子相关性。
2017-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Suppression of magnetism in Ba5AlIr2O11: interplay of Hund's coupling, molecular orbitals and spin-orbit interaction
用GGA和GGA+SOC方法研究了含Ir-Ir二聚体的$_5$ $_2$ O $_{11}$的电子和磁性.我们发现最近在[J. Terzic { \it et al.}，B { \bf 91}，235147（2015）]中所述的方法不是由于电荷有序化，而是与自旋-轨道相互作用和强共价性的联合效应有关，导致形成金属-金属键。它们密谋并违反原子内洪德规则交换相互作用，以减少二聚体的总磁矩。我们认为，同样的机制可能是相关的其他$4d$和$5d$二聚过渡金属化合物。
2016-01-20 cond-mat.str-el
An orbital glass state of a nearly metallic spinel, CoV$_2$O$_4$
应变，磁化，非极化和极化中子衍射测量进行研究尖晶石CoV $_{2}$ O $_{4}$的磁性和结构特性。磁致伸缩测量表明，沿着磁化方向，$ΔL/L \sim 10^{-4}$，晶体的微妙的扭曲，存在和变化，从伸长到收缩，在冷却时的第二顺序的方式。非极化和极化单晶中子实验表明，冷却后的亚铁磁结构的变化从共线到非共线在$T \sim 90$ K，其中的晶体的伸长率是最大的。这些结果暗示了近金属阻挫磁体CoV $_{2}$ O $_{4}$中存在轨道玻璃态。
2015-05-19 cond-mat.str-el
Orbital and spin interplay in spin-gap formation in pyroxene titanium oxides ATiSi2O6 (A=Na, Li)
从理论上研究了辉石型钛氧化物ATiSi_2 O_6（A=Na，Li）的晶格二聚化相变到自旋单重态的轨道自由度和自旋自由度之间的相互作用.对于自旋为1/2的准一维系统，在强关联极限下，考虑t_2g轨道简并，导出了一个有效的自旋-轨道-晶格耦合模型，并通过数值模拟和平均场分析对该模型进行了研究.我们发现轨道和自旋自由度之间存在非平凡的反馈效应;随着温度的降低，反铁磁自旋关联的发展将轨道关联的符号从反铁型改变为铁型，最终铁型轨道关联诱导二聚化和自旋单态的形成。由于这种相互作用，该系统经历了一个有限的温度过渡到自旋二聚体和轨道铁有序相伴随的Jahn-Teller晶格畸变。磁化率的数值计算结果显示偏离居里-外斯行为，并很好地再现了实验数据。结果表明，Jahn-Teller能标相当小，轨道和自旋交换相互作用在辉石型钛氧化物中起决定性作用。
2004-10-16 cond-mat.str-el
Molecular orbital formation and metastable short-range ordered structure in VO$_2$
本研究通过同步辐射X射线衍射探究VO$_2$的结构与轨道态，在低温M1相直接观测到V-V二聚化的分子轨道形成，发现高温金红石相存在非M1相涨落导致的V位移短程关联，为理解其金属-绝缘体转变起源提供关键线索。
2024-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbital glass transition in a model of a frustrated pyrochlore magnet without quenched disorder
我们从理论上表明，自旋和轨道自由度的烧绿石氧化物Y2 Mo 2 O 7，这是免费的淬火无序，可以表现出同时的玻璃化转变，作为动力学随机性工作。自旋和轨道的相互作用是由选择轨道的Jahn-Teller晶格畸变介导的，然后产生从铁磁到反铁磁的各种自旋交换相互作用。我们的蒙特卡罗模拟检测到的弛豫时间的幂律发散和磁和介电非线性极化率的负发散，解决了长期困扰的起源无无序自旋玻璃。
2020-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin and orbital valence bond solids in a one-dimensional spin-orbital system: Schwinger boson mean field theory
利用Schwinger玻色子平均场论（SBMFT）研究了一维广义$SU(2)\times SU(2)$自旋轨道模型.我们主要探讨二聚体相，并阐明如何捕捉适当的低温性能，这样一个系统的SBMFT。举例说明了相图。在适当的参数范围内，轨道价键固态（OVB）、自旋价键固态（SVB）和自旋-轨道价键固态（SOVB）三种二聚体相都是有利的，它们可以用SBMFT方法计算的自旋和赝自旋极化率来表征.结果表明，$SU(2)\times SU(2)$型的自旋轨道耦合是自旋Peierls机制和轨道Peierls机制的双重作用，分别负责自旋单重态和轨道单重态的形成.
2005-08-03 cond-mat.str-el
Between Mott and cluster Mott: spin-orbit entangled dimer singlets in Ba$_3$CeRu$_2$O$_9$
University of Cologne（科隆大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；IFW Dresden（德累斯顿联邦物理研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究Ba$_3$CeRu$_2$O$_9$中自旋-轨道纠缠单态的电子态行为，揭示其在局部莫特与准分子极限间的交叉区域特性。
2026-04-08 cond-mat.str-el
