Using the multi-band $d-p$ model and unrestricted Hartree-Fock approximation we investigate the electronic structure and spin-orbital order in three-dimensional VO$_3$ lattice. The main aim of this investigation is testing if simple $d-p$ model, with partly filled $3d$ orbitals (at vanadium ions) and $2p$ orbitals (at oxygen ions), is capable of reproducing correctly nontrivial coexisting spin-orbital order observed in the vanadium perovskites. We point out that the multi-band $d-p$ model has to include partly filled $e_g$ orbitals at vanadium ions. The results suggest weak self-doping as an important correction beyond the ionic model and reproduce the possible ground states with broken spin-orbital symmetry on vanadium ions: either $C$-type alternating orbital order accompanied by $G$-type antiferromagnetic spin order, or $G$-type alternating orbital order accompanied by $C$-type antiferromagnetic spin order. Both states are experimentally observed and compete with each other in YVO$_3$ while only the latter was observed in LaVO$_3$. Orbital order is induced and stabilized by particular patterns of oxygen distortions arising from the Jahn-Teller effect. In contrast to time-consuming \textit{ab-initio} calculations, the computations using $d-p$ model are very quick and should be regarded as very useful in solid state physics, provided the parameters are selected carefully.
Defect-induced orbital polarization and collapse of orbital order in doped vanadium perovskites
本文研究了掺杂莫特绝缘体$R_{1-x}$（Sr，Ca）$_x$ VO $_3$（$R=\,$ Pr，Y，La）中由带电（Sr，Ca）缺陷引起的轨道有序度衰减机制。我们的非限制性Hartree-Fock分析集中在随机的，带电的杂质和相关的掺杂空穴高达$x=0.5$的综合效果。该研究是基于一个广义的多带哈伯德模型的相关钒$t_{2g}$电子，并包括长程（i）库仑电位的缺陷和（ii）电子-电子相互作用。我们发现，旋转占据的$t_{2g}$轨道，引起的电场的缺陷，是一个非常有效的扰动，在很大程度上控制这些化合物的轨道顺序的抑制。我们调查的逆参与数谱，并发现，电子状态仍然局限于少数网站，即使在该政权的轨道秩序是崩溃。从动力学和超交换能的变化可以看出，掺杂空穴的运动是导致高$T_c$化合物磁序降低的主要因素，但在这里起次要作用。
基于最近的理论和实验争议，我们提出了一个理论研究来澄清钒尖晶石氧化物AV $_2$ O $_4$（A=Zn，Mg，Cd）基态的轨道对称性.研究是基于一个有效的哈密顿量与自旋轨道超交换相互作用和本地自旋轨道耦合项。我们构造了一个经典的相图，并证明了基态的复轨道性质。值得注意的是，通过我们的新分析，我们还正确地预测了氧八面体的相干四元扁平化。最后，通过分析的考虑以及数值从头算模拟，我们提出了如何检测预测的复杂轨道通过钒K边共振X射线散射排序。
Orbital disorder induced by charge fluctuations in vanadium spinels
最近的实验钒尖晶石，$A$ V $_2$ O $_4$，显示出越来越多的程度较小的阳离子尺寸的电子离域的动机，我们研究了轨道有序（OO）之间的演化强耦合制度的多轨道哈伯德哈密顿。Mott绝缘态的潜在磁有序导致OO的快速抑制，这是由于沿着铁磁键的电荷波动增强。轨道双占有率是相当低的过渡点，表明该系统是在强和中间耦合制度之间的交叉区域时，轨道自由度变得无序。
Spin Frustration and Orbital Order in Vanadium Spinels
本文介绍了钒尖晶石氧化物$A$ V $_2$ O $_4$（$A$ = Zn、Mg或Cd）中的几何阻挫效应和自旋与轨道自由度之间的相互作用的理论研究结果。在强关联极限下引入一个有效的自旋-轨道-晶格耦合模型，并对该模型进行蒙特卡罗模拟，提出了一个轨道有序相的约化自旋哈密顿量，以捕捉反铁磁有序的稳定机制.轨道序通过在自旋交换相互作用中引入空间各向异性大大降低了自旋阻挫，约化自旋模型可以看作是弱耦合的一维反铁磁链.通过有限尺寸标度分析得到的临界指数表明，磁跃迁属于三维海森堡普适类。平均场能级中剩余的挫折通过热涨落来减少，以稳定共线有序。
Magnetic transition and orbital degrees of freedom in vanadium spinels
基于烧绿石晶格上的有效自旋轨道模型，提出了$A$ V $_2$ O $_4$（$A$ =Zn，Mg，Cd）中两个相变的方案.在高温下，由于晶格结构，自旋相关性强烈受挫，并且在$\sim$ 50 [K]处的跃迁是由Jahn-Teller晶格畸变支持的轨道级。这种轨道顺序引入了取决于键方向的自旋交换耦合的空间调制。这部分地释放了挫折，并导致$\sim$ 40 [K]的自旋顺序。我们还考虑了第三近邻交换耦合和量子涨落的影响，研究了稳定的自旋组态。计算结果与实验结果一致。
Orbital ordering and one-dimensional magnetic correlation in vanadium spinel oxides AV2O4 (A = Zn, Mg, or Cd)
我们提出了我们的理论结果的两个转变机制的钒尖晶石氧化物$A$ V $_2$ O $_4$（$A$ =Zn，Mg，或Cd），其中磁性V阳离子构成的几何阻挫烧绿石结构。在多轨道哈伯德模型的强关联极限下，导出了一个有效的自旋-轨道-晶格耦合模型，并对该模型进行了蒙特卡罗模拟。结果表明，高温相变为层状反铁磁型轨道有序并伴有四重态Jahn-Teller畸变，低温相变为反铁磁自旋有序.轨道序部分地提升了磁阻挫，并在磁交换相互作用中引起空间各向异性。在中间相，该系统可以被认为是由弱耦合的反铁磁链躺在垂直于四重态畸变的平面。
我们研究了钒尖晶石氧化物AV $_2$ O $_4$（A=Zn，Mg，Cd）中的磁激发：第一个是钒S=1自旋的超交换模型，第二个包括自旋轨道耦合和晶体各向异性。我们表明，实验观察到的磁有序可以在两个模型中获得，但轨道顺序是不同的自旋轨道耦合和晶体各向异性。我们表明，这种差异强烈影响的自旋波激发谱以上的磁有序状态，并认为，这种分散的中子测量是一种方法来区分AV $_2$ O $_4$中的两种可能的轨道排序。
Quantum 120-degree model on pyrochlore lattice: orbital ordering in MnV2O4
提出了钒尖晶石MnV_2O_4中轨道有序的解析模型。该模型是基于最近的第一性原理计算，表明在该化合物的钒位点处存在强烈的三角畸变[Phys. Rev. Lett. 102，216405（2009）]。在单离子水平，三角晶场留下一个双简并原子基态，打破了t2g轨道的近似旋转对称性。我们发现在烧绿石晶格上，低能双态之间的有效相互作用可用量子反铁磁120度模型描述。我们得到了经典的基态，并证明了它对量子涨落的稳定性。相应的轨道级由两个不等价的轨道链组成，这与实验观察到的四对称性是一致的。沿轨道链的电子密度函数的周期性调制所示产生的交错的本地三角轴。在存在轨道序的情况下，由相对论自旋轨道相互作用引起的单离子自旋各向异性稳定了实验观察到的正交磁结构。
Orbital and magnetic transitions in geometrically-frustrated vanadium spinels -- Monte Carlo study of an effective spin-orbital-lattice coupled model --
我们提出了我们的理论和数值计算结果的热力学性质和微观机制的两个连续的转变钒尖晶石氧化物$A$ V $_2$ O $_4$（$A$ =Zn，Mg，或Cd）的Monte Carlo计算得到的有效自旋轨道晶格模型在强关联极限。在烧绿石晶格结构的V阳离子的几何挫折抑制自旋和轨道相关的发展，但是，我们发现，该模型在低温下表现出两个转变。第一，不连续的过渡发生与轨道排序的四重Jahn-Teller失真的帮助。轨道顺序减少了自旋交换相互作用的挫折，并诱导反铁磁相关的一维链躺在垂直平面的四重畸变。其次，在较低温度下，一维反铁磁链之间的第三近邻相互作用稳定了三维反铁磁有序。热涨落是通过有序-无序机制稳定共线磁态的关键。结果很好地再现了实验数据，如转变温度，磁化率的温度依赖性，在转变的熵的变化，以及在低温下的磁有序结构。用线性自旋波理论研究了零温下的量子涨落效应。发现在基态的交错矩从饱和值显著降低，并合理地与实验数据相吻合。
Reentrant metallic transition at a temperature above Tc at the breakdown of cooperative Jahn-Teller orbital order in perovskite manganites
我们报告了一个有趣的重入金属电阻率图案超过一个特征温度T*，这是高于其他这样的特征转变温度，如T（c）（居里点），T（N）（Neel点），T（CO）（充电顺序开始点）或T（OO）（轨道序起始点）在稀土钙钛矿锰氧化物（RE（1-x）A（x）MnO（3）; RE = La，Nd，Y; A = Sr，Ca; x = 0.0-0.5）范围内。这种行为通常在掺杂水平（x）高于出现金属基态所需的临界掺杂水平x（c）（= 0.17-0.22）的掺杂锰氧化物中观察到，因此在合作的Jahn-Teller轨道序已经发生击穿的系统中观察到。然而，在La（1-x）Ca（x）MnO（3）（x = 0.0-0.5）系列中所做的观察结果证明是这种总趋势的例外。
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
Effective interaction for vanadium oxyhydrides Sr$_{n+1}$V$_n$O$_{2n+1}$H$_n$ ($n=1$ and $n\to\infty$): A constrained-RPA study
过渡金属氧化物由于其丰富的物理性质而成为电子关联效应研究的中心对象之一。另一方面，利用负离子自由度不太受欢迎，但可以是另一种有前途的方法来控制强相关材料的性质。特别是，氧化物提供了一个独特的强相关的低维电子结构的操场，其中氢的$s$轨道打破了阳离子$t_{2g}$轨道之间的化学键。在这项研究中，我们评估了有效的相互作用，即，采用约束无规相位近似（cRPA），对钒氧化合物Sr $_{n+1}$ V $_n$ O $_{2n+1}$ H $_n$（$n=1,\infty$）的低能有效模型进行了库仑相互作用参数的筛选.我们发现，在只考虑$t_{2g}$轨道的$t_{2g}$模型中，有效相互作用被$e_g$谱带屏蔽，这是因为在氧化物中，$e_g$谱带与$t_{2g}$谱带纠缠很大.另一方面，在$d$模型中，由于V-$d$带和阴离子带（O-$p$和H-$s$）之间有很大的能量分离，有效相互作用相当强，因为氢原子的存在使O-$p$态稳定.这些结果表明，非平凡的和独特的相关效应可以发生在钒氧化物。
Evolution of magneto-orbital order upon B-site electron doping in Na1-xCaxMn7O12 quadruple perovskite manganites
我们提出了一个新的磁性相在Na 1-xCaxMn 7 O 12四重钙钛矿相图，这是众所周知的伪CE相的简单的钙钛矿锰氧化物的无公度的类似物的中子粉末衍射的发现和细化。我们证明了在四重钙钛矿中由于A和B位点之间的交换相互作用而产生的无公度磁序。此外，通过构建一个简单的平均场海森堡交换模型，一般描述简单和四重钙钛矿系统，我们表明，这种新的磁性相统一的图片之间的相互作用的电荷，磁性和轨道之间的排序在广泛的化合物。
