Orbital ordering in LaMnO$_3$: Electron-electron versus electron-lattice interactions
在密度泛函理论的LDA+ $U$近似下，系统地研究了LaMnO $_3$中电子-晶格（e-l）和电子-电子（e-e）相互作用在有序轨道中的相对重要性.一个现实的有效哈密顿量来自新的Wannier函数分析的电子结构。令人惊讶的是，发现单独的e-l相互作用（$\simeq 0.9$ eV）不足以稳定轨道有序态。另一方面，电子-电子相互作用（$\simeq 1.7$ eV）不仅诱导轨道有序化，而且通过增强局域化极大地促进了Jahn-Teller畸变。进一步的实验手段来量化这两种机制之间的竞争提出。
2006-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local polarization in oxygen-deficient LaMnO$_3$ induced by charge localization in the Jahn-Teller distorted structure
已知过渡金属钙钛矿氧化物的功能性质是由磁性、极化、应变和化学计量的复杂相互作用产生的。在这里，我们表明，与合作的Jahn-Teller失真的材料，如LaMnO $_3$（LMO），轨道顺序也可以耦合到缺陷化学和诱导新的材料性能。在低温下，LMO表现出强烈的Jahn-Teller畸变，分裂高自旋Mn $^{3+}$离子的$e_g$轨道，并导致交替的长、短和中间Mn-O键。我们的DFT+ $U$计算表明，作为这种轨道顺序的结果，在LMO的氧空位形成时的电荷本地化不同于其他锰氧化物，如SrMnO $_3$，其中两个额外的电子减少两个Mn的网站相邻的空缺。在LMO中，缺陷周围的弛豫取决于哪种类型的Mn-O键被破坏，影响$d$ -轨道能量并导致相对于空位的不对称和极性过剩电子定位。此外，我们表明，锰-O键长，轨道顺序，从而电荷本地化和极性是可调的通过应变。
2020-02-23 cond-mat.mtrl-sci
The importance of anisotropic Coulomb interaction in LaMnO$_{3}$
在低温反铁磁LaMnO $_{3}$中，Mn 3d电子间强的局域电子相互作用使密度泛函理论中的标准局域密度和广义梯度近似不能得到满意的描述.在这里，我们表明，只有通过对轨道内库仑势进行直接和交换修正，才能很好地描述强的现场电子相互作用。只有DFT+U计算与明确的交换校正产生平衡的图片的电子，磁性和结构的观测与实验一致。要理解的原因，重写的功能形式的+U校正，导致更物理和透明的理解这些校正项的效果。该方法突出了Hund的耦合（轨道内交换）在提供各向异性的占有和能量本征值的Mn d状态的重要性。这种轨道内交换是完全激活Jahn-Teller畸变、再现实验带隙和稳定LaMnO $_{3}$中正确的磁基态的关键。LaMnO $_{3}$在DFT（PBESol）+U框架内的最佳参数值被确定为U = 8 eV和J = 1.9 eV。
2015-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Exchange coupling in CaMnO$_3$ and LaMnO$_3$: configuration interaction and the coupling mechanism
用总能量非限制性Hartree-Fock（UHF）和定域轨道构型相互作用（CI）方法对CaMnO $_3$和LaMnO $_3$的体相化合物、Mn $_2$ O $_{11}^{14-}$和Mn $_2$ O $_{11}^{16-}$团簇的平衡结构和交换常数进行了研究. CaMnO $_3$的预测结构和交换常数与基于其Néel温度的估计值合理一致。对立方钙钛矿结构的LaMnO $_3$的一系列计算表明，具有不同自旋和轨道有序的立方LaMnO $_3$的总能量是由一个具有独立轨道有序和交换项的哈密顿量所决定的.计算的交换常数取决于轨道排序。UHF计算往往低估交换常数在LaMnO $_3$，但有正确的符号时，与中子散射得到的值相比，从CI计算得到的交换常数是在良好的协议与中子散射数据提供的集群的马德隆势是适当的。簇CI计算揭示了强烈的依赖于Mn d e $_g$轨道人口在这两种化合物的交换常数。CI波函数进行了分析，以确定交换过程是重要的交换耦合在CaMnO $_3$和LaMnO $_3$。
2001-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbital model of stoichiometric LaMnO$_3$ with tetragonal distortions
为LaMnO $_3$开发的模型通过迄今为止立方（钙钛矿）对称性中的超交换和Jahn-Teller轨道相互作用来解决自旋轨道顺序，而实际晶体结构强烈变形。我们确定和解释三个\textit{a priori}重要的物理效应所产生的tetraphite变形：（i）分裂的$e_g$轨道$\propto E_z$，（ii）的定向重整化的$d-p$杂化$t_{pd}$，和（iii）的电荷激发能的定向重整化。以LaMnO $_3$晶体为例，我们评估了它们的大小。结果表明，形变的主要效应是在$E_z\simeq 300$ meV的轨道级上引起的$x^2-y^2$轨道振幅的增强和沿$ab$（$c$）立方轴的各向异性$t_{pd}\simeq 2.0$（2.35）eV，与Harrison定律符合得很好.我们表明，在平均场近似下分析的四元模型提供了一个令人惊讶的一致的图片的基态。同时获得了与实验数据非常一致的：（i）$e_g$轨道混合角，（ii）~自旋交换常数，和（iii）自旋和轨道相变温度。
2018-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon dressing by orbital excitations in ferromagnetic planes of K$_2$CuF$_4$ and LaMnO$_3$
我们表明，即使当自旋和轨道解纠缠在基态，自旋激发重整化的局部调谐的$e_g$轨道在铁磁平面的K $_2$ CuF $_4$和LaMnO $_3$。因此，在电子模型中获得的修饰自旋激发（磁振子）作为准粒子传播，其能量重整化依赖于动量${\vec k}$。因此，自旋轨道系统中的磁振子超越了具有从基态导出的最近邻自旋交换的有效海森堡模型的范例-激发态的自旋轨道纠缠预测了布里渊区边界处的大的磁振子软化，并且在LaMnO $_3$的情况下，$M=(π,π)$点处的磁振子能量可以减少$\sim 45$ %.相反，同时Goldstone模式附近的刚度常数几乎不受影响。我们阐明背后的自旋轨道系统的磁振子重整化的物理和解释为什么长波长的磁振子是unrenormalized，而同时短波长的磁振子的能量减少轨道波动。事实上，磁振子能量的${\vec k}$依赖性主要通过色散来修改，所述色散源自沿立方轴$a$和$b$的第二邻居之间的自旋交换。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and Orbital Order in LaMnO$_3$ under Uniaxial Strain: A Model Study
单轴应变对LaMnO $_3$的电子结构和磁性的影响进行了研究，从一个模型的哈密尔顿说明的Jahn-Teller，超交换，双交换相互作用之间的竞争。我们在我们的模型中保留了三个主要的八面体畸变（$Q_1, Q_2$和$Q_3$），它们与Mn $(e_g)$电子耦合。我们的结果表明，基态是一个A型反铁磁（AFM）绝缘状态的无应变的情况下，与实验一致。随着拉伸应变（沿c轴拉伸），基态转变为铁磁并最终转变为G型$^\prime$ AFM结构，而随着压缩应变，我们发现A型转变为G型结构。轨道排序，它显示了众所周知的棋盘$x^2-1 / y^2-1$结构的无应变的情况下，保留或多或少相同的字符为压缩应变，而变成$z^2-1$字符为拉伸应变。虽然$Q_1$和$Q_3$在我们的模型中由应变分量$\varepsilon_{xx}$和$\varepsilon_{zz}$固定，但为了使总能量最小化而变化的面内畸变模式（Q $_2$）的幅度随着拉伸应变而缓慢减小，当进入FM状态时完全消失。在我们的模型中，FM状态是金属的，而三个AFM状态是绝缘的。
2009-11-04 cond-mat.mtrl-sci
ESR evidence for partial melting of the orbital order in LaMnO$_3$ below the Jahn-Teller transition
本文报道了在$T_{\rm JT}$ = 750 K下对LaMnO $_3$单晶的Jahn-Teller转变的高温电子自旋共振研究。线宽和g因子的各向异性反映了轨道有序相的局部Jahn-Teller畸变。在$T_{\rm JT}$ = 750 K时，线宽的明显跳跃伴随着Jahn-Teller转变，确认该转变是一阶的。已经在$T^*$ = 550 K时观察到约化线宽的显著减小。这个温度范围进行了讨论相对于的Mn $^{3+}$ -离子和弹性场的合作扭曲的$e_g$ -电子的相互作用。我们的结果支持沿反铁磁耦合$b$ -轴在$T^*$的轨道顺序的部分熔化。在铁磁耦合的$ac$平面内的剩余的二维轨道排序最终与在$T_{\rm JT}$的合作失真一起消失。此外，在我们的讨论中，我们表明，弹性应变场的相互作用可以解释熔化的轨道顺序，因此，必须考虑到解释LaMnO $_3$的轨道顺序。
2014-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measurement of the local Jahn-Teller distortion in LaMnO_3.006
测量了化学计量比LaMnO_3的原子对分布函数（PDF）。用一个结构模型对这一结果进行了拟合，提取了理想Mn（3+）O_6八面体的局域Jahn-Teller畸变。这些结果进行了比较，Rietveld细化的平均结构相同的数据。由于局部结构是在PDF中测量的，因此没有长程轨道阶的假设，并且直接测量真实的局部Jahn-Teller失真。我们发现很好的协议都与已发表的晶体学结果和我们自己的Rietveld细化表明，在一个准确的化学计量的材料，有长程轨道秩序的预期。局部Jahn-Teller畸变有2个短键、2个中键和2个长键。
1999-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Jahn-Teller distortion and orbital-order in LaMnO3
LaMnO 3中的合作Jahn-Teller畸变和轨道序的起源是锰氧化物物理学的核心。同时存在的四角晶系和GdFeO_3型畸变以及e_g和t_2g电子之间强的Hund规则耦合使问题复杂化。为了澄清这种情况，我们使用局域密度近似+动力学平均场方法计算了Kugel-Khomskii超交换机制的转变温度，并将超交换效应与晶格畸变效应分开。我们发现，仅超交换就能得到T_KK=650 K。而四方晶系和GdFeO_3型畸变使T_KK降低到550 K。因此，电子-声子耦合是必不可少的，以解释当地的Jahn-Teller扭曲的持久性，至少1150 K，并再现从中子散射推导出的占据轨道。
2010-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge density functional plus $U$ theory of LaMnO$_3$: Phase diagram, electronic structure, and magnetic interaction
我们对LaMnO $_3$进行了电荷密度泛函理论和$U$计算。虽然以前的计算都是基于自旋密度泛函，我们的结果和分析表明，使用自旋非极化的电荷密度是至关重要的，正确地描述相图，电子结构和磁性。使用磁力线性响应计算，澄清了一个长期存在的问题，关于第二个邻居的面外相互作用强度。我们还估计了轨道分辨的磁耦合。值得注意的是，轨道间的$e_g$ - $t_{2g}$相互作用是相当显着的，由于Jahn-Teller失真和轨道排序。
2018-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single hole motion in LaMnO$_3$
我们研究了LaMnO $_3$中的单空穴运动，采用JT晶格畸变的经典近似，动态呼吸模式声子的修正Lang-Firsov近似，以及空穴轨道激发散射的自洽玻恩近似（通过精确对角化验证）。我们表明，在LaMnO $_3$的现实参数空间中，电子-声子相互作用的量子效应很小。纯轨道t-J模型中的准粒子带宽$W \simeq 2.2J$。即使考虑极化子能带变窄，强的静态Jahn-Teller晶格畸变也使它显著展宽为$t$级。
2001-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of uniaxial strain in LaMnO_3
采用带理论的紧束缚参数化方法和弹性能的一般表达式计算了单轴应变对LaMnO_3的结构、轨道、光学和磁性的影响。2%量级的拉伸单轴应变（即，在薄膜中由于与衬底的晶格失配而引起的那些的数量级）被发现导致磁基态的变化，从而导致能带结构和光学电导率谱的显著变化。本文还测定了体相（无应变）LaMnO_3的Neel相变的磁致伸缩效应。由于Jahn-Teller耦合的存在，LaMnO_3中的均匀四阶畸变模比掺杂的立方锰氧化物中的更软。讨论了观测到的（ππ0）轨道有序性优于（π）周期性的原因。
2000-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Anti-Jahn-Teller Polaron in LaMnO$_3$
氧亚晶格的畸变耦合到Mn $^{3+}$的$e_g$轨道，并驱动LaMnO $_3$中的合作Jahn-Teller（轨道排序）跃迁。一个简单的模型，这种过渡进行了研究。在没有进一步调整的情况下，该模型预测了当空穴掺杂到材料中时形成的小（反Jahn-Teller）极化子的形状和稳定性。这导致了一个新的描述轻掺杂绝缘体，反铁磁铁磁转变，和金属绝缘体转变。
1999-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of orbital selectivity on crystal structures and electronic states in BiMnO$_3$ and LaMnO$_3$ perovskites
相关的氧化物，如BiMnO $_3$和LaMnO $_3$，显示出复杂的电子相关性和晶体结构的相互作用，表现出多个一阶相变，一些没有明确的序参量。这种温度依赖性的电子结构的相互作用在附近的莫特转变的定量理论描述仍然是一个挑战。在这里，我们解决这个问题，同时考虑结构和电子自由度，在自洽的密度泛函理论与嵌入式动态平均场论。我们的研究结果表明，存在的新的电子状态，其特征在于共存的绝缘，半金属和金属轨道。这种状态与共振X射线散射一致。我们还表明，电子熵起着决定性的作用，在电子和结构相变。通过自洽确定的电子状态和相应的晶体结构，我们表明，这些阶段的温度演化可以从第一性原理定量解释，从而证明了预测能力的理论方法的结构和电子性能。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-engineered magnetic order in (LaMnO$_{3}$)$_n$/(SrMnO$_{3}$)$_{2n}$ superlattices
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了具有$n=1,2$的（LaMnO $_{3}$）$_n$ /（SrMnO $_{3}$）$_{2n}$（001）超晶格中磁序的应变依赖性.外延应变提升了Mn $e_{g}$轨道的简并性，从而诱导了固有的轨道顺序，这反过来又强烈影响了巡游$e_{g}$电子的铁磁双交换，与局部$t_{2g}$电子的反铁磁超交换竞争。对于SrTiO $_3$（001）衬底引起的张应变，我们发现基态为A型反铁磁和$d_{x^2-y^2}$轨道有序，这与最近的实验结果[S. J. May { \it等人}，Nature Materials { \bf 8}，892（2009）]。相反，对于LaAlO $_3$（001）衬底诱导的压缩应变的情况下，我们预测基态是C型反铁磁和$d_{3z^2-r^2}$轨道有序。
2012-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-Lattice Interplays in LaMnO3 from Canonical Jahn-Teller Distortion Notations
LaMnO $_3$被认为是典型的Jahn-Teller钙钛矿化合物，在$T_{JT} = 750K$处表现出与电子轨道有序和大的晶格Jahn-Teller畸变的联合出现相关的金属到绝缘体的转变。从第一性原理出发，我们重新审视了LaMnO $_3$的行为，并表明它不仅倾向于轨道有序，而且倾向于电荷有序。电荷和轨道排序似乎都是通过氧八面体的旋转来实现的，它们之间的微妙竞争是由一个大的四方压缩应变来监测的，这本身就是一个Jahn-Teller主动畸变。同样，铁磁序和反铁磁序的竞争是同一个四元应变的奴隶。我们的结果进一步表明，金属到绝缘体的转变可以被认为是一个Peierls转变，是由自旋对称性破缺。因此，顺磁态中的动态自旋涨落通过它们产生的瞬时对称性破缺来稳定绝缘相，并且从静态DFT计算中适当地捕获。作为我们讨论的基础，我们介绍规范符号的晶格畸变钙钛矿扭曲的氧octedra和连接到电荷和轨道排序。
2020-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local atomic and electronic structure in LaMnO_3 across the orbital ordering transition
本文用X射线吸收光谱研究了LaMnO_3中锰原子环境下的局域原子无序和电子结构，温度范围为300 ~ 870 K，涵盖了轨道有序跃迁（710 K）。Mn-O键长和短键（1.95和2.15A）的分裂在整个转变温度范围内保持不变，MnO_6八面体仍保持局部的Jahn-Teller畸变。在此温度下，在扩展的X-射线精细结构谱中识别Mn局部结构中的不连续性，与超交换角中的无序的减少和配位壳层内的径向无序中的各向异性的去除相关。在转变温度下，在Mn位点的电子局部结构也发生了微妙的变化。近边光谱显示在转变温度下Mn 4p空穴数的小下降和边缘前结构的小增强。这些特征与Mn-O键的共价性的增加有关。我们的研究结果揭示了局部的电子和结构现象的有序-无序转变的模型中，合作的扭曲克服了热无序。
2004-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The metal-insulator transition and its relation to magnetic structure in (LaMnO3)2n/(SrMnO3)n superlattices
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过研究(LaMnO3)2n/(SrMnO3)n超晶格的输运、磁化和极化中子反射率，发现金属-绝缘体转变随n变化，金属态中铁磁性相对均匀，绝缘态中磁性强烈调制，并归因于界面邻近效应驱动的Mott转变及界面磁阻挫导致的局域化。
2007-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced metal-insulator transition in LaMnO3 is not of Mott-Hubbard type
采用局域密度近似结合静态和动态平均场论（LDA+U和LDA+DMFT）的计算表明，室温下在32 GPa下观察到的顺磁性LaMnO 3的金属-绝缘体转变不是Mott-Hubbard转变，而是由多数自旋eg带的轨道分裂引起的.对于LaMnO 3在低于32 GPa的压力下绝缘，需要就地库仑排斥和Jahn-Teller畸变。
2006-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Particle-size dependence of orbital order-disorder transition in LaMnO3
发现与T_JT处的轨道有序-无序转变相关的潜热（L）显著依赖于LaMnO_3的平均粒径（d）。它随着d的减小而缓慢上升，下降到~100 nm，然后在d ~ 100 nm和~30 nm之间跳跃超过一个数量级。最后，当临界粒径dc约为19 nm时，L急剧下降到零.转变温度T_JT也表现出几乎类似的变化趋势，在d ~ 30 nm及以下，即使变化的程度相对较小。在10-300 K温度范围内的零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）磁化强度与温度的关系研究表明，反铁磁转变温度随d的降低而降低，而ZFC和FC数据偏离的温度范围随d的降低而增加。FC的磁化强度也被发现急剧增加的颗粒尺寸的下降。轨道域结构随着颗粒尺寸的减小而非单调变化的推测-从具有大量边界的较小域到由于较少的晶格缺陷而具有少量边界的较大域，最后，下降到具有更高亚稳度的甚至更精细的域结构-随着核-壳结构中表面积的增加，可以合理化观察到的L对d和T_JT对d的模式。透射电子显微镜的数据提供了证据的存在下的核壳结构，以及在更细的颗粒中的晶格缺陷的增加。
2006-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial-hybridization-modified Ir Ferromagnetism and Electronic Structure in LaMnO$_3$/SrIrO$_3$ Superlattices
化学合成的3 $d$ /5 $d$超晶格（SL）通过界面3 $d$ -5 $d$耦合在一种材料中涉及强电子相关和自旋轨道耦合，其机制大多未被探索。在这项工作中，我们研究了在LaMnO $_3$ /SrIrO $_3$ SL的界面耦合的机制，通过几种光谱方法。硬X射线吸收谱、磁圆二色性谱和光电子能谱表明，随着SL重复周期的变化，Ir的铁磁性和电子结构发生了系统的变化。第一性原理计算进一步揭示了界面电子结构与SL周期相关的机制和Ir矩的局域性质，证实了Ir-Mn分子轨道的形成是界面耦合效应的原因. Ir磁矩的自旋和轨道分量之比的SL周期依赖性可以归因于界面分子轨道形成过程中电子自旋的重新排列。我们的研究结果澄清了这个原型3 $d$ /5 $d$ SL系统中界面耦合的本质，这一结论将为其他强关联和自旋轨道耦合氧化物异质界面的研究提供启示.
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic, structural, and magnetic properties of LaMnO$_3$ phase transition at high temperature
我们开发了一个程序来确定的混合密度泛函中包含的确切的Hartree-Fock交换相互作用的一部分，以治疗的范围内的电子相关的物理系统作为一个函数的一个参数。这包括依赖于实验可获得的物理参数的系统（即，温度、压力、成分等）或者由两种或多种材料组成的那些，例如异质结构和界面。这种方法被应用到LaMnO $_3$中，我们第一次能够模拟高温绝缘体到金属的转变（IMT），并观察到半金属轨道无序铁磁态使用密度泛函理论。特别是，我们表明，软化的\textit{Q$_2$} Jahn-Teller模式中起着核心作用，在驱动IMT。这些发现可能会激发异质结构和散装材料，包含在类似的材料系统的电子相关范围的调查。
2016-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic and Magnetic State of LaMnO$_3$ Epitaxially Strained on SrTiO$_3$: Effect of Local Correlation and Non-local Exchange
由于LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构中铁磁绝缘态的观察报告令人困惑，我们计算了LaMnO $_3$的电子和磁性状态，相干匹配到SrTiO $_3$方形衬底内的“应变体”几何形状。我们采用三种不同的密度泛函理论为基础的计算方法：（a）密度泛函理论（DFT）补充哈伯德U（DFT+U），（b）DFT +动态平均场论（DMFT），和（c）的交换相关泛函的混合泛函处理。虽然前两种方法包括本地相关性和交换在锰网站，分别在静态和动态的方式处理，最后一个考虑到非本地交换在所有网站的效果。我们发现在所有三种方法中，由SrTiO $_3$的方形衬底引起的压缩应变将LaMnO $_3$从具有相当大的轨道极化的反铁磁体转变为具有抑制的Jahn-Teller畸变的铁磁体，这与实验一致。然而，虽然DFT+U和DFT+DMFT都提供了金属溶液，但只有混合计算才能得到绝缘溶液，如实验中所观察到的。这种绝缘行为被认为是源于电子电荷极化。我们的结论仍然有效，当我们调查的LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$在实验设置的超晶格几何结构，使用DFT+U和混合计算。
2019-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital ordering in undoped manganites via a generalized Peierls instability
研究了自旋态为A型反铁磁时，弱电声耦合下$LaMnO_3$的基态轨道有序。我们通过将最近发展的用于Holstein模型的Peierls不稳定性框架[1]扩展到我们的Jahn-Teller系统来确定轨道排序。通过使用对应于混合Jahn-Teller模式的二维动力学响应函数，我们建立了$Q_2$模式决定轨道阶数。
2009-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Order in Transition Metal Oxides with Orbital Degrees of Freedom
我们研究了具有轨道简并度的立方过渡金属氧化物中的阻挫磁相互作用。$e_g$轨道更容易有序，它们的有序解释了KCuF $_3$和LaMnO $_3$中的$A$型反铁磁相.在$t_{2g}$系统中，磁序在从轨道液体到轨道有序状态的转变处改变。$t_{2g}$轨道的涨落在LaVO $_3$和YVO $_3$中起着重要作用，它们与Jahn-Teller效应竞争并触发C型反铁磁有序。
2002-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bond, orbital and spin order in d4/d6/d7 perovskite oxides: successes and limitations of foundation interatomic potentials
National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；King’s College London（伦敦国王学院）；Science and Technology Facilities Council（科学与技术设施委员会）
研究测试三种基础势对LaMnO3、LaCoO3和NdNiO3低温序的表现，通过分子动力学模拟发现这些氧化物低温序分三类，标量类可捕获，矢量类幅度能捕获但对称性不行，在位类当前MLIPs无法处理。
2026-07-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Raman phonons as a probe of disorder, fluctuations and local structure in doped and undoped orthorhombic and rhombohedral manganites
我们提出了一个合理化的拉曼光谱的正交和菱面体，化学计量和掺杂，锰钙钛矿。特别是，我们研究RMnO 3（R= La，Pr，Nd，Tb，Ho，Er，Y和Ca）和不同阶段的Ca或Sr掺杂的RMnO 3化合物以及阳离子缺乏的RMnO 3。锰氧化物的光谱可以理解为对应于MnO 6八面体的两种结构构型的两种光谱的组合，并且独立于通过衍射技术获得的平均结构。具有规则MnO_6八面体的化合物，如CaMnO_3、高Ca掺杂的LaMnO_3以及Ca或Sr掺杂的LaMnO_3金属相，其主峰分别为与R-O（1）键和Mn-O-Mn角相关的弯曲和倾斜MnO_6八面体模式。在低和最佳掺杂的锰氧化物中，宽带的强度和宽度与在顺磁绝缘制度中由极化子跳跃产生的动态波动的幅度有关。与极化子结合能成比例的活化能是该振幅的量度。这项研究允许检测和确认的共存，在几种化合物中，一个顺磁矩阵与晶格极化子一起没有动态或静态八面体扭曲的区域，相同的铁磁金属相。我们表明，拉曼光谱是一个很好的工具，以获得信息的不同的微观或宏观相同时存在于许多锰氧化物的局部结构。
2002-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Continuous first order orbital order-disorder transition in Nd1-xCaxMnO3
用高温同步辐射和实验室X射线粉末衍射研究了Nd_（1-x）Ca_xMnO_3在低掺杂区（0<x<0.1）伴随轨道有序-无序的Jahn-Teller（JT）合作跃迁的性质。对于非常低的掺杂与一阶过渡相共存的大的温度范围内已被观察到，类似于马氏体相变。过渡出现连续的，因为在一个广泛的温度间隔的相的体积分数的逐渐演变。随着掺杂量的增加，相变的一级性质和相共存受到抑制。
2007-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Colossal magnetoresistance without phase separation: Disorder-induced spin glass state and nanometer scale orbital-charge correlation in half doped manganites
本文研究了高质量$A$位无序（固溶体）$_{0.5}$单晶在自旋玻璃绝缘体与磁阻铁磁金属相界附近的磁学和电学性质。详细分析了Eu $_{0.5}$ Ba $_{0.5}$ MnO $_3$的交流磁化率和X射线漫散射随温度的变化关系。具有小带宽的Ln $_{0.5}$ Ba $_{0.5}$ MnO $_3$晶体中随机势扰动的均匀性产生了均匀的短程电荷/轨道有序，而不是相分离，从而产生了近原子的自旋玻璃态。值得注意的是，这种微观无序的“CE玻璃”状态本身就能够产生巨大的磁阻。
2004-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Insulating band gaps both below and above the Néel temperature in d-electron LaTiO3, LaVO3, SrMnO3, and LaMnO3 perovskites as a symmetry-breaking event
本研究针对含磁性3d原子的ABO3钙钛矿在奈尔温度上下均为绝缘体的实验现象，探讨本征结构与磁对称性破缺能否系统解释其带隙形成及SrVO3等例外情况，挑战传统强关联解释框架。
2023-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of long-ranged charge and orbital order and spin-glass state in single-layered manganites with weak quenched disorder
用交流磁测量和电荷输运方法研究了空穴掺杂Pr $_{1-x}$ Ca $_{1+x}$ MnO $_4$，0.3 $\leq$ $x$ $\leq$ 0.7单晶中轨道自由度和自旋自由度之间的关系。尽管在$A$ -位点上没有阳离子有序化，但由于Pr $^{3+}$和Ca $^{2+}$的离子尺寸非常相似，在该体系中淬火无序非常弱.观察到系统对下（相应的上）空穴掺杂的明显不对称响应。为半掺杂（$x$ =0.5）建立的长程电荷轨道顺序存在于过掺杂情况（$x$ $>$ 0.5）中，尽管重新排列以容纳结构中引入的额外空穴。然而，电荷轨道顺序由于额外的局部电子（欠掺杂，$x$ $<$ 0.5）的存在而不稳定，导致其在低于$x$ =0.35时消失。我们表明，在一个中间的欠掺杂区，与0.35 $\leq$ $x$ $<$ 0.5，"轨道主自旋从“的关系，通常观察到的半掺杂锰氧化物不发生。长程电荷轨道有序在低温下不伴随反铁磁转变，而是伴随受抑的短程磁态，产生自旋玻璃相。我们详细讨论了这种自旋玻璃态的性质和起源，这是在半掺杂锰氧化物与大的淬火无序，是不相关的宏观相分离中观察到的晶体中的微小缺陷或杂质。
2007-09-10 cond-mat.mtrl-sci
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
Multiple lattice instabilities resolved by magnetic-field and disorder sensitivities in cubic paramagnetic phase of the orbital-degenerate frustrated spinel MgV$_2$O$_4$
超声波速度测量的轨道简并沮丧尖晶石MgV $_2$ O $_4$中进行的高纯度的单晶，表现出连续的结构和反铁磁相变，并在无序引入的单晶，表现出自旋玻璃样的行为。测量结果表明，两种类型的不寻常的温度依赖性的弹性模量共存的立方顺磁相，这是解决了磁场和无序的敏感性：巨大的居里型软化与温度降低，和凹的温度依赖性的特征最小值。这些弹性异常表明晶格的耦合共存的轨道涨落和轨道自旋耦合激发。
2014-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Frontier orbitals control dynamical disorder in molecular semiconductors
本研究揭示前线轨道形状对分子半导体动力学无序的调控机制，发现沿分子长轴无节面的同相前线轨道可降低转移积分梯度与面外无序，证实苉等扶手椅型π拓扑分子是下一代有机半导体的理想构建单元。
2024-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Universal scaling of latent heat of orbital order-disorder transition with average R-site ion size in perovskite RMnO3 systems
在钙钛矿锰氧化物La（1-x）R（x）MnO_3（R = Pr，Nd，Gd; x = 0.0-1.0）中，轨道有序-无序转变的潜热（L）随R位平均半径的减小而减小，<r_R>遵循普适的标度律L。<r_R>^2/sigma^2 ~ exp（<r_R>），其中sigma^2是R位半径的方差，最终在临界R位半径<r_R>_c ~ 1.180埃处达到零。L的这种下降可能是由于更精细的轨道畴结构的演化具有一种普遍的模式，即σ的下降<r_R>和σ的增加^[2]与R位离子类型无关。
2006-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital order-disorder transition in La(1-x)Nd(x)MnO(3) (x = 0.0-1.0) and La(1-x-y)Nd(yx)Sr(y)MnO(3) (x = 0.1; y = 0.05,0.1)
本文研究了La（1-x）Nd（x）MnO（3）（x = 0.0-1.0）系列（包括LaMnO（3）和NdMnO（3）两个端点之间的整个范围）以及La（0.85）Nd（0.1）Sr（0.05）MnO（3）和La（0.8）Nd（0.1）Sr（0.1）MnO（3）中轨道有序-无序转变的性质。已经观察到，在纯锰氧化物的情况下，随着“x”的增加，转变的一级性质让位于更高阶。与转变相关的潜热（L）首先在x = 0.0-0.3内以较陡的斜率下降，然后在0.3<x<0.9的范围内逐渐下降。这种下降可能是由于更精细的轨道域结构与“x”的演变。在Sr掺杂的样品的情况下，过渡似乎是更高阶的性质，即使对于掺杂水平为5原子%。当然，在这两种情况下，转变温度T（JT）都随着平均A位半径<r（A）>的减小或平均Mn-O-Mn键弯曲角<cos ^2（phi）>的增大而系统性地升高，而与掺杂诱导的无序σ ^2没有明显的相关性。因此，轨道次序的合作性质似乎是强有力的。
2004-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fingerprints of spin-orbital polarons and of their disorder in the photoemission spectra of doped Mott insulators with orbital degeneracy
以$R_{1-x}$ Ca $_x$ VO $_3$钙钛矿为例，探讨了无序带电缺陷对掺杂过渡金属氧化物在Mott绝缘区光电发射谱中观察到的电子激发的影响，其中$R=$ La，$\dots$，Lu.这些具有部分填充的$t_{2g}$价轨道的钒$d^2$化合物的基本特征是自旋和轨道有序的持久性直到高掺杂，与高- $T_c$铜酸盐在低缺陷浓度下的磁有序的损失相反。我们证明了掺杂Mott-Hubbard绝缘体的无序电子结构可以得到高精度的非限制性Hartree-Fock近似。特别是：（i）在逆光电发射光谱和各种缺陷相关的状态和卫星的原子多重激发被很好地再现，（ii）一个强大的莫特间隙生存到大掺杂，和（iii）我们表明，莫特间隙内的缺陷状态发展一个软间隙在费米能量。软缺陷状态间隙可以通过从化学势附近的状态密度的威布尔统计采样中提取的形状和尺度参数来表征。我们证明，电荷缺陷触发小自旋轨道极化子，其内部动能负责软缺陷态间隙的开放。自旋轨道极化子的小尺寸推断的反参与比的分析，解释了起源的自旋和轨道秩序的鲁棒性。使用现实的参数为La $_{1-x}$ Ca $_x$ VO $_3$，我们表明，它的软带隙是很好地再现，以及边缘掺杂的化学势的位置相对于中心的较低的哈伯德带。
2017-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signatures of Orbital Order and Disorder in Fluoro-Perovskites with $t_{2g}$ Electronic Degeneracies
通过高分辨率变温粉末衍射研究，发现 NaFeF$_3$ 发生类似二阶的 C 型轨道有序相变并暗示隐藏对称性破缺，而 NaCoF$_3$ 在 4 K 下无长程轨道有序，指向一种与 $t_{2g}^5$ 电子简并相关的新型轨道无序。
2025-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fragile altermagnetism and orbital disorder in Mott insulator LaTiO$_3$
本研究通过从头算发现Mott绝缘体LaTiO$_3$具有反铁磁体特征，其反铁磁基态受晶体对称性和Ti离子有序d轨道保护，轨道无序和自旋-轨道耦合会破坏该反铁磁体磁性。
2024-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital order induced metal-insulator transition in (La,Ca)MnO3
我们提出的证据表明，在（La，Ca）MnO 3的绝缘体到金属的转变x~0.2附近的驱动抑制相干Jahn-Teller扭曲，源于d型轨道有序。轨道有序态的特征在于低于To*-o '的大的长程Q2畸变。以上To*-o'，我们发现的证据共存的轨道有序和无序状态。这种行为进行了讨论的轨道有序绝缘和轨道无序金属状态的电子相位。
2002-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital ordering and frustrations
轨道有序在许多含Jahn-Teller离子的过渡金属化合物中存在，并在这些材料中起着重要作用。与此同时，轨道简并系统中的交换相互作用本质上是受挫折的，即使在具有简单晶格的材料中也是如此。我们讨论了这种挫折的起源，考虑在详细的材料与过渡金属离子的立方和三角晶格。我们还讨论了这类系统的基态的可能类型，例如，无序的轨道液体和由于无序机制的有序化。
2003-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Dimer Model for Spin-Glass State in Y$_2$Mo$_2$O$_7$
自旋玻璃的形成通常需要结构无序和受抑磁相互作用。因此，Y $_2$ Mo $_2$ O $_7$ $-$中自旋玻璃行为的起源是一个长期存在的问题，其中磁性Mo $^{4+}$离子占据了具有最小成分无序$-$的受抑烧绿石晶格。在这里，我们使用中子和X射线对分布函数（PDF）分析，开发一个无序模型，解决了以前报道的PDF，EXAFS和NMR研究之间明显的不兼容性，并提供了一个新的物理机制自旋玻璃形成。我们发现，Mo $^{4+}$离子根据本地的“2-in/2-out”规则，每个Mo $_4$四面体，由Jahn-Teller活性Mo $^{4+}$离子的轨道二聚化驱动。长程轨道秩序是防止宏观简并的烧绿石晶格所允许的二聚体覆盖。合作O $^{2-}$位移产生Mo $-$ O $-$ Mo角的分布，这又将无序引入磁相互作用。我们的研究表明，实验如何挫折的原子位移可以承担的作用，成分无序驱动自旋玻璃转变。
2016-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proximity to an orbital order with charge disorder state in optimally-doped \textit{RE}\textsubscript{5/8}Ca\textsubscript{3/8}MnO\textsubscript{3} perovskites
本文通过同步辐射X射线和中子衍射研究最优掺杂RECMO钙钛矿，揭示其晶格应变状态接近一种新型轨道有序：电荷无序态，该态与铁磁金属态竞争导致相共存和巨磁电阻效应。
2024-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital magnetization of insulating perovskite transition-metal oxides with the net ferromagnetic moment in the ground state
将轨道磁化的现代理论应用于绝缘钙钛矿过渡金属氧化物（正交YTiO $_3$、LaMnO $_3$和YVO $_3$以及单斜YVO $_3$）系列，其在基态中携带净铁磁（FM）矩。为了这些目的，我们使用一个有效的Hubbard型模型，来自第一原理电子结构计算和描述的行为附近的费米能级的磁活性状态。在平均场Hartree-Fock近似和相对论自旋-轨道耦合下，该模型的解通常给出局部轨道磁矩的分布，该分布通过“标准”表达式$\boldsymbolμ^0 = - μ_{\rm B} \mathrm{Tr} \{ \hat{\textbf{L}} \hat{\cal D} \}$与密度矩阵$\hat{\cal D}$的位置对角部分相关，并且通常被晶场很好地猝灭。在这项工作中，我们评估“巡回”修正$Δ\boldsymbol{\cal M}$的净FM时刻，建议由现代理论。我们表明，这些修正是小的，在大多数情况下可以忽略不计。然而，我们的分析中最有趣的方面是，即使对于这些通常被认为是正常的莫特绝缘体的化合物，“巡回”修正揭示了一个强大的$\textbf{k}$ -依赖于倒易空间，以下的陈不变量的行为。因此，$Δ\boldsymbol{\cal M}$的小值是来自布里渊区的不同部分的相对大的贡献的强抵消的结果。我们讨论的细节，以及可能的影响，这取决于晶体结构以及磁基态的类型。
2013-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical disorder of spin-induced Jahn-Teller orbitals with the insulator-metal transition in cobaltates
利用弹性和非弹性中子散射研究了La（1-x）Sr（x）CoO 3（x=0-0.5）随x从绝缘体转变为铁磁金属（FMM）时的局域原子结构和晶格动力学的演化。我们的对密度函数分析表明，在顺磁绝缘（PMI）阶段的所有x，自旋激活的Co 3+离子诱导局部静态Jahn-Teller（JT）扭曲。JT晶格的尺寸几乎随x线性增加。然而，在FMM阶段，对于x <= 30%，不存在静态JT失真。这与窄的hw=22和24毫电子伏的声子谱中，我们认为是由于本地化的动态JT波动模式。当x > 30%时，由于电荷-晶格相互作用减弱，静态JT畸变随着声子模的展宽而再次出现。
2003-08-27 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
Defects, disorder and strong electron correlations in orbital degenerate, doped Mott insulators
我们阐明了缺陷无序和$e$ - $e$相互作用对掺杂过渡金属氧化物（如Y $_{1-x}$、Ca $_{x}$、VO $_{3}$）的Mott-Hubbard带隙中出现的缺陷态的谱密度的影响。一个软间隙的动力学起源的缺陷带和生存缺陷无序$e$ - $e$相互作用强度可比的缺陷电位和跳跃积分值以上的掺杂依赖阈值，否则只有赝间隙持续。这两个制度自然出现在统计分布的差距之间的不同的缺陷实现，这原来是威布尔型。它的形状参数$k$决定了在化学势下的态密度（$k-1$）的幂律依赖性的指数，因此区分了软带隙（$k\geq2$）和赝带隙（$k<2$）区域。在较宽的掺杂范围内，$k$和有效带隙都与跳跃积分和$e$ - $e$相互作用有关.掺杂空穴的运动受到最近的缺陷势和整个自旋轨道结构的限制。这样的一般行为导致复杂的非氢类缺陷状态，其倾向于保持潜在的$C$型自旋和$G$型轨道顺序，并且可以通过扫描隧道显微镜检测和分析。
2015-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
