Orbital Physics in the Perovskite Ti Oxides
在钙钛矿Ti氧化物RTiO 3（R=稀土离子）中，3d^1态的Ti t2 g轨道和自旋通过强电子关联彼此耦合，导致丰富多样的轨道-自旋相。这些莫特绝缘体的轨道自旋态的起源和性质已经被深入研究。本文综述了钙钛矿型钛酸盐的轨道物理研究。本文主要讨论了三个方面的问题：（1）具有较小R离子的化合物如GdTiO_3和YTiO_3的铁磁性的起源和本质以及轨道有序性;（2）LaTiO_3的G型反铁磁性的起源和轨道态;（3）具有较大R离子的AFM（G）化合物（R=Ce，Pr，Nd和Sm）的轨道自旋结构。在此基础上，我们讨论了整个相图和磁相变机制。我们还表明，钛酸盐中Ti t2 g简并度本质上被提升，这使得基态和低能电子结构的单带描述可以作为一个很好的起点。我们的分析表明，这些化合物提供试金石材料描述的单带哈伯德模型的立方晶格。基于这一认识，我们也重新分析了空穴掺杂钛酸盐。根据单带哈伯德模型的理论，讨论了实验揭示的填充依赖性和带宽依赖性以及金属-绝缘体跃迁的临界行为。
2004-10-26 cond-mat.str-el
Origin of the multiferroic spiral spin-order in the RMnO3 perovskites
本文用双$e_{\rm g}$轨道双交换模型研究了钙钛矿多铁锰氧化物$R$ MnO $_{3}$（$RE=$ Tb或Dy）中螺旋自旋序的起源.我们的主要结果是，实验观察到的螺旋相位可以通过引入一个相对较弱的次近邻超交换耦合（$\sim10%$的最近邻超交换）稳定。此外，Jahn-Teller晶格畸变也被证明是必不可少的，以获得一个现实的螺旋周期。支持我们的结论，通用相图的未掺杂的钙钛矿锰氧化物得到使用蒙特卡罗模拟，显示从A型反铁磁体，螺旋相，并最终到E型反铁磁体的相变，随着尺寸减小的$R$离子。这些结果定性地解释了增强的相对强度的超交换。
2008-10-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of band gaps in 3d perovskite oxides
凭借其广泛的磁性，电子和结构特性，过渡金属钙钛矿氧化物ABO 3长期以来一直是测试凝聚态理论的平台。特别是，它们的绝缘特性-在大多数化合物中发现-通常归因于通过着名的Mott-Hubbard机制的动态电子相关性，其中开口来自均匀的，保留电子排斥机制。然而，结构扭曲在钙钛矿中是普遍存在的，并且它们在产生这种丰富的属性阵列中与动力学相关性的相关性仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们解决了整个三维钙钛矿氧化物家族的带隙开放的起源。我们表明，一个单一的行列式平均场方法，如密度泛函理论（DFT）成功地描述了整个系列的结构，磁性和电子性质，在低温和高温。我们发现，绝缘发生通过降低能量的晶体对称性减少（八面体旋转，Jahn-Teller和键的反作用），以及固有的电子不稳定性，所有提升轨道简并。因此，我们的工作表明，虽然ABO 3氧化物可能是复杂的，他们不一定是强相关的。它还为钙钛矿中掺杂和缺陷物理的系统研究开辟了道路，这对于充分实现氧化物电子学至关重要。
2019-01-03 cond-mat.mtrl-sci 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
Spin-Orbit Dimers and Non-Collinear Phases in $d^1$ Cubic Double Perovskites
我们制定并研究了一个家庭的立方双钙钛矿与$d^1$离子占据沮丧fcc亚晶格的自旋轨道模型。变分的方法和一个免费的分析揭示了丰富的各种阶段出现的相互作用的洪德和自旋轨道耦合（SOC）。相位图包括非共线有序状态，有或没有净矩，和，值得注意的是，一个大的窗口的非磁性无序自旋轨道二聚体相。本理论揭示了Ba $_2B$ MoO $_6$（$B$ =Y，Lu）中不寻常的非晶态价键态的物理起源，并预测了Ba $_2B$ OsO $_6$（$B$ =Na，Li）化合物中可能的有序模式.
2017-05-05 cond-mat.str-el
Spin-orbital-lattice entangled states in cubic $d^1$ double perovskites
用从头计算方法研究了立方双钙钛矿重$d^1$位上的自旋轨道耦合和电子振动耦合的相互作用。自旋-轨道-晶格纠缠态的稳定能与交换作用相当或更大，表明系统中存在Jahn-Teller动力学。在Ba $_2$ YMoO $_6$中，赝JT耦合增强了基态和激发态自旋轨道多重态的混合，导致有效磁矩的温度依赖性。自旋和晶格自由度的纠缠引起了强烈的磁弹性响应。这种多铁性效应是最近报道的局部点对称性的破坏伴随着磁有序的Ba $_2$ NaOsO $_6$的发展的起源。
2018-08-03 cond-mat.str-el
Electromagnons in the multiferroic state of perovskite manganites with symmetric-exchange striction
我们利用太赫兹光谱研究了具有$E$型（up-up-down-down）自旋结构的钙钛矿锰氧化物中的电活性磁激发（电磁子）。Eu $_{1-x}$ Y $_x$ MnO $_3$（0.1 $\le x\le$ 1）和Y $_{1-y}$ Lu $_y$ MnO $_3$（0 $\le y\le$ 1）不含磁$f$ -矩，其主机共线正弦，$A$ -型，摆线，和$E$ -型自旋序，被用来检查可能的电磁振子的系统学.三峰结构（23，35，45厘米$^{-1}$）的磁起源中出现的$E$型相的组成（$y$）的依赖性很小的频率，与摆线自旋（$x\le0.8$）相观察到的电磁振子。其中之一是归因于磁振子色散的基础上计算的带边磁振子模式。
2010-02-19 cond-mat.str-el
Geometrical origin of ferrimagnetism and superparamagnetism in Fe-based double perovskite multiferroics
我们发现，在双钙钛矿AFe $_{1/2}$ M $_{1/2}$ O $_{3}$的反铁磁相互作用的Fe $^{3+}$（$S=5/2$）离子的超结构表现出低于$T_{fe} \approx 5.6J_1$（$J_1/k_B \sim 50$ ~K），这是接近室温的亚铁磁有序。相同结构的小团簇在$T \lesssim T_{fe}$上表现出超顺磁性行为。形成这种簇的可能性解释了室温（superpara）磁性3 $d$ -金属基氧化物。
2014-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic Origin Of Room Temperature Ferromagnetism in a Double Perovskite Sr$_2$FeReO$_6$: a first principle and model Hamiltonian study
在双钙钛矿（A $_2$ BB $'$ O $_6$）中令人困惑的室温铁磁性观察，尽管具有被非磁性B $'$ -离子稀释的B-离子的磁晶格，已经对Sr $_2$ FeReO $_6$进行了检查。利用{ \it Ab-initio}自旋螺旋电子结构计算方法，在倒易空间中确定了进入扩展海森堡模型的交换相互作用，然后用Monte Carlo模拟经典求解，确定了铁磁转变温度T $_c$ .我们发现，必须考虑现场库仑相互作用在pH 6 Re网站（$U$），以获得T $_c$接近实验值。对$ab$ - $initio$电子结构的分析以及适当的模型哈密顿量追踪了T $_c$与$U$的增强的起源，即在这些位点引入的增强的交换分裂。这反过来又使反铁磁交换通道不稳定，从而增强T $_c$。通过与Sr $_2$ FeMoO $_6$的情况进行对比，检查在非磁性网站的占用的作用。
2022-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the origin of neutron magnetic scattering in anti-site disordered Sr2FeMoO6 double perovskites
反位无序Sr 2FeMoO 6双钙钛矿（含钼原子在铁的位置，反之亦然）最近已被证明有显着的影响，在其磁性和磁输运性质。在本研究中，两个多晶Sr_2FeMoO_6样品显示不同程度的反位无序（名义上的“有序”样品与70%的阳离子有序和名义上的“无序”样品与18%的阳离子有序）已被检查的磁性测量和中子粉末衍射（NPD）技术在15- 500 K的温度范围内。我们的主要发现是，“无序”样品表现出强的磁散射（即使在500 K时也很明显），与TC= 415 K以下的“有序”样品所显示的磁散射相当。对于“无序”样品，在低角度布拉格位置上表现出的磁散射，不应归因于（不存在的）亚铁磁有序：我们的研究结果表明，它起源于自然发生的Fe阳离子基团，其中强反铁磁（AFM）Fe-O-Fe超交换相互作用得到促进，类似于LaFeO 3钙钛矿中存在的那些。这些Fe基团不是磁隔离的，而是通过Fe-O-Mo AFM相互作用耦合的，这保持了这种AFM结构的长程相干性。磁化率测量证实了原子力显微镜相互作用的存在低于770 K。
2001-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origins Vs. fingerprints of the Jahn-Teller effect in d-electron ABX$_3$ perovskites
Jahn-Teller（JT）畸变可以消除部分占据状态中的电子简并并导致系统的原子位移，这是在3d钙钛矿中观察到的许多有趣现象的共同基本特征，包括磁性，超导性，轨道有序性和巨磁阻。尽管开创性的Jahn和Teller定理在近一个世纪前就已经提出，但钙钛矿材料中这种效应的起源仍然存在争议，包括超交换，自旋-声子耦合，空间诱导晶格畸变和强动力学相关效应等命题。在这里，我们分析背后的Jahn-Teller运动和相关的电子指纹在ABX 3化合物的全方位的驱动力。我们确定（i）化合物，是倾向于电子驱动的不稳定性（即纯JT效应），例如KCrF 3、KCuF 3或LaVO 3，并继续弛豫结构，定量发现JTD与实验非常一致;（ii）尽管有轨道简并性，但不显示电子驱动的JTD的化合物如LaMnO 3或LaTiO 3，因为它们的强杂化B，d-X，p状态供应，但太弱的JT力，以克服所需的原子扭曲;（iii）虽然LaVO 3表现出类似的B，d-X，p杂化的LaTiO 3，前一种化合物表现出强大的电子不稳定性，而LaTiO 3具有零稳定能，原因是LaVO 3有两个电子t2 g2相对于LaTiO 3只有一个t2 g1。(iv)我们解释了“轨道排序”的趋势，即电子占据轨道，指向所有最近邻3d原子之间的正交方向。因此，我们提供了一个统一的视野来解释八面体变形的钙钛矿，在不符合常识，不需要著名的莫特-哈伯德机制。
2019-07-30 cond-mat.mtrl-sci 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
Origin of superconductivity in hole doped SrBiO3 bismuth oxide perovskite from parameter-free first-principles simulations
最近发现的镍氧化物超导体突出了第一性原理模拟的重要性，以了解在超导核心的束缚电子的形成。然而，氧化物中的超导性通常归因于密度泛函理论（DFT）无法正确考虑的强电子相关效应，从而使该技术不合格。作为镍氧化物的同构，Sr 1-xKxBiO 3超导体形成了一个理想的测试平台，用于揭示（i）模拟复杂超导体所需的最低理论水平和（ii）产生超导性的潜在配对机制。在这里，我表明，无参数DFT模拟捕捉所有的实验功能和相关的量的Sr 1-xKxBiO 3超导体，包括预测的绝缘金属相变后，增加K掺杂含量和电子-声子耦合常数为1.22，与1.3 +/- 0.2的实验值急剧一致。进一步证明了铋酸盐超导性的先决条件是接近一个结晶相。这项工作强调，适当执行DFT是一个足够的平台，研究复杂氧化物的超导性。
2022-09-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon origins of unconventional resistivity in moderately correlated perovskite oxides
Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（Flatiron研究所计算量子物理中心）；Institute for Theoretical Physics, University of Cologne（科隆大学理论物理研究所）；Collège de France（法兰西公学院）；CPHT, CNRS, École Polytechnique, IP Paris（巴黎综合理工学院CNRS CPHT中心）；DQMP, Université de Genève（日内瓦大学DQMP）；Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University（石溪大学物理与天文学系）
研究揭示了 SrMoO₃ 等氧化物中电阻率的二次方关系源于费米面形状和光学声子的热激活，同时发现低电子-声子耦合强度导致低电阻率，并提出设计高导电性氧化物的原理。
2026-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theoretical prediction of multiferroicity in double perovskite Y$_2$NiMnO$_6$
在{ \it ab initio}密度泛函计算的基础上，提出了R $_2$ NiMnO $_6$族（其中$R$为稀土原子）双钙钛矿结构作为一类新的多铁性材料.我们发现，改变$R$从La到Y驱动的基态从铁磁反铁磁与$\uparrow\uparrow\downarrow\downarrow$自旋模式。这种$^*$型的有序化破坏了反转对称性，产生了少量$μC/cm^2$的铁电极化.通过分析模型的哈密顿量，我们了解这种转变的微观起源，并表明，外部电场可以用来调整过渡，从而使电气控制的磁化。
2009-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Hall effect in a non-magnetic metal interfaced to a canted antiferromagnetic insulator in perovskite oxide heterostructures
本文报道了 DyFeO$_3$/CaRuO$_3$ 钙钛矿异质界面中由非共面自旋织构产生的拓扑霍尔效应，在 20 K 下观测到相当于 30 T 有效磁场的阶梯状霍尔信号，证明涌现场邻近效应具有普适性并拓展了材料选择范围。
2024-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature memory and resistive glassy behaviors of a perovskite manganite
本文报道了La_（0.7）Ca_（0.3）Mn_（0.925）Ti_（0.075）O_3多晶化合物在铁磁状态下电阻和磁化强度的长时间弛豫、时效和温度记忆行为的观测结果。所观察到的电输运的玻璃态动力学似乎是磁性起源的，并与样品的磁性玻璃化有非常密切的联系。相分离和磁相互作用与电子传导之间的强相关性在产生这种电阻玻璃化中起着重要作用。我们解释所观察到的影响，在两个竞争的热磁过程，畴生长和磁冻结的共存，并提出空穴掺杂的钙钛矿锰氧化物可以被认为是“电阻玻璃”。
2008-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origins of multi-sublattice magnetism and superexchange interactions in double-double perovskite CaMnCrSbO6
我们利用密度泛函理论、Wannier函数分析和平均场计算对双-双钙钛矿化合物CaMnCrSbO_{6}进行了研究。晶胞中晶体学上不等价的Mn原子具有四面体和平面氧配位（标记为Mn（1）和Mn（2）），而Cr原子位于扭曲氧八面体的中心。虽然体磁化强度和中子衍射表明Mn ~（2+）和Cr ~（3+）自旋之间存在简单的亚铁磁序（T_C=49 K），但交换作用比从两个亚晶格磁系统中预期的要复杂得多。电子结构的计算结果表明，即使在没有Hubbard U的情况下，也存在铁磁绝缘基态。Mn（1）-O-Mn（2）（面外和面内）、Mn（1）-O-Cr和Mn（2）-O-Cr超交换作用是反铁磁性的，而Cr-O-O-Cr超交换作用是铁磁性的。Mn（2）-O-Cr超交换比Mn（1）-O-Cr超交换弱，因此有效地导致亚铁磁性。从一个简单的三格点哈伯德模型出发，导出了反铁磁超交换强度J_AFM和弱铁磁J_FM的表达式。JAFM对各种超交换相互作用的相对强度与DFT结果一致。根据四位哈伯德模型推导出的Cr-O-O-Cr超超交换强度（J_SS）的表达式预测了铁磁交换，与密度泛函理论一致。最后，我们的平均场计算表明，Mn ~（2+）自旋的四个磁子格和Cr ~（3+）自旋的单个磁子格的T_C得到了很大的改善，而简单的两个磁子格的T_C得到了很大的提高。
2022-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Negative-pressure-induced helimagnetism in ferromagnetic cubic perovskites Sr$_{1-x}$Ba$_{x}$CoO$_{3}$
螺旋磁性材料被认为是新型自旋电子学应用的前景。由于螺旋自旋顺序表现为竞争性磁交换相互作用的折衷，其出现受到晶格和相互作用几何形状所施加的独特约束的限制，例如具有大正交畸变的多铁性钙钛矿锰氧化物。在这里，我们表明，一个简单的立方钙钛矿SrCoO $_3$与室温铁磁性有可能主机helmagnetic顺序各向同性晶格膨胀。增加Sr $_{1-x}$ Ba $_x$ CoO $_3$中的Ba含量$x$连续地扩展立方晶格，最终抑制$x$ =0.4附近的铁磁有序，其中通过中子衍射测量观察到螺旋磁相关性作为无公度扩散磁散射。helimagnetism的出现是半定量再现的第一性原理计算，导致推测，一个简单的立方晶格与强大的$d$ - $p$杂化可以表现出各种各样的新的磁相来自竞争交换相互作用。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competition between ferromagnetism and spin glass: the key for large magnetoresistance in oxygen deficient perovskites SrCo1-xMxO3-d (M = Nb, Ru)
研究了缺氧钙钛矿SrCo_（1-x）M_xO_（3-d）（M = Nb和Ru）的磁性和磁输运性质。Nb和Ru取代的钴酸盐都是弱铁磁体，其转变温度分别为130-150 K和130-180 K，并且在低于Tf = 80-90 K的温度下都表现出自旋玻璃行为。结果表明，铁磁性与自旋玻璃态之间存在着强烈的竞争，Co 4+引起铁磁性，而Nb或Ru在Co位的替代引起磁无序，这种特殊的磁性行为是这些氧化物大的负磁电阻的来源，在5 K和7 T下达到30%.基于铌和钌阳离子的不同电子构型，讨论了铌和钌取代钴酸盐之间的差异。
2005-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic Origin of Random Singlet Behavior in B-site Disordered Spin-1/2 Perovskite BaCu_1/3Nb_2/3O_3 Revealed by EXAFS and Thermodynamics
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Universitá Roma Tre（罗马第三大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究联盟）
研究B位无序钙钛矿BCNO的随机单重态行为，结合XRD、XAFS和热力学，揭示其局域化学有序抑制Cu-Cu连接，解释无长程磁有序的原因，观测到低温比热的场致行为转变。
2026-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal magnetoresistance in the insulating ferromagnetic double perovskites Tl$_2$NiMnO$_6$: A neutron diffraction study
在双钙钛矿家族中，迄今为止仅在半金属亚铁磁体中观察到巨磁阻（CMR），例如已知情况Sr $_2$ FeMoO $_6$，其中巨磁阻归因于半金属性质而在晶界处的隧穿MR。本文报道了一种新材料--Tl $_2$ NiMnO $_6$，它是一种通过高压高温合成而稳定的相对有序的双钙钛矿结构，在居里温度附近显示出CMR。我们用中子衍射实验和电子结构计算解释了这种效应的起源，揭示了这种材料是铁磁绝缘体。因此，有序的T1 $_2$ NiMnO $_6$（~70%的Ni $^{2+}$ /Mn $^{4+}$阳离子有序）代表铁磁绝缘双钙钛矿的第一次实现，显示CMR。结构和磁性之间的关系的研究，使我们能够澄清自旋玻璃行为的性质在无序的Tl $_2$ NiMnO $_6$（~31%的阳离子有序），这是有关的反位缺陷的集群和与短程自旋关联。我们的研究结果突出了阳离子有序在建立长程磁性基态中的关键作用，并为开发双钙钛矿中的先进磁性材料奠定了新的途径。
2019-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Rattling Phonon Modes in Quadruple Perovskites
通过DFT+$U$计算直接证明了四重钙钛矿CuCu$_3$V$_4$O$_{12}$和CuCu$_3$Fe$_2$Re$_2$O$_{12}$中嘎嘎声声子模式的存在，揭示了$A$位Cu离子在氧笼中心振动及其复杂势能特征。
2024-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
