Pairing enhanced by local orbital fluctuations in a model for monolayer FeSe
在不同类别的相关材料，包括铁基超导体中的配对机制仍在争论中。对于FeSe单分子膜，在晶格Monte Carlo研究中已经显示出均匀的电子涨落发挥着潜在的重要作用。在这里，使用动力学平均场论计算相同的模型系统，我们得到了类似的相图，并提供了另一种解释的超导性的局部轨道波动和相位刚性。我们的研究澄清了超导序参量、超流刚度和轨道涨落之间的关系，并提供了非常规超导的自旋/轨道冻结理论和考虑超流涨落作用的理论工作之间的联系。
2021-09-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel Orientational Ordering and Reentrant Metallicity in KxC60 Monolayers for 3 <= x <= 5
我们已经进行了本地STM研究钾掺杂的C60（KxC 60）单分子膜在一个广泛的制度的相图。当K含量从x = 3增加到5时，KxC_（60）单分子膜发生了金属-绝缘体-金属的凹进相变，并呈现出多种新颖的取向有序。最引人注目的新结构具有绝缘K4+ dC 60的风车状7分子晶胞。我们建议，在KxC 60的取向有序的驱动机制是通过最大化的重叠相邻的分子轨道在整个掺杂范围x = 3至5的电子动能的降低。在绝缘相和金属相中，这分别产生了超交换和双交换相互作用的轨道版本。
2007-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dependence of the energy and orbital structure of local states in CuO monolayer on Coulomb parameters
本文研究了CuO单层局部态能量与轨道结构对库仑参数的依赖性，发现d态与p态在参数空间存在交叉，且能隙与轨道特征在边界区域发生急剧变化。
2025-02-03 cond-mat.str-el
Orbital-selective Band Hybridisation at the Charge Density Wave Transition in Monolayer TiTe$_2$
一个异常的$(2\times2)$电荷密度波（CDW）相出现在单层1 T-TiTe $_2$，这是不存在的散装化合物，其起源仍然知之甚少。在这里，我们调查的电子能带结构的演变整个CDW过渡使用温度依赖的角度分辨光电子能谱。我们的研究揭示了在CDW相变中发生的反向折叠导带和价带之间的轨道选择性带杂化，这反过来又导致了显着的电子能量增益，支撑了CDW转变。对于散装化合物，我们展示了如何这种能量增益几乎完全抑制由于电子能带结构的三维性，包括通过一个$k_z$依赖的带反转开关的价态的轨道特性。因此，我们的研究为如何控制电子维度来触发2D材料中新集体态的出现提供了新的思路。
2022-03-29 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
Single monolayer ferromagnetic perovskite SrRuO3 with high conductivity and strong ferromagnetism
NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation（NTT基础实验室，NTT公司）；The University of Tokyo（东京大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究所）
单层 SrRuO3 在 DyScO3 基底上表现出高导电性和强铁磁性，其电阻率显著低于在 SrTiO3 基底上生长的同类材料，为二维磁性氧化物系统提供了新平台。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-required Orbital Selectivity in Monolayer FeSe
University of Wisconsin-Milwaukee（密尔沃基威斯康星大学）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
本文针对仅含电子口袋的单层FeSe，提出基于能带理论的轨道选择性机制，通过DFT计算揭示M点附近反铁磁涨落与不同轨道电子耦合强度的差异，可解释ARPES测量特征，且能推广到含特定螺旋轴的晶体空间群。
2026-07-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nodeless high-T$_c$ superconductivity in highly-overdoped monolayer CuO$_2$
本文研究了最近在$d$波铜氧化物超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$上生长的CuO $_2$单层的电子结构和超导电性。密度泛函理论的计算表明，显着的电荷转移的界面，使CuO $_2$单层是严重过掺杂到空穴丰富的制度，但无法在散装铜酸盐。我们发现Cu的$d_{x^2-y^2}$和$d_{3z^2-r^2}$轨道都变得重要，费米面分别包含一个电子和一个空穴口袋。构建一个最小的相关的两轨道模型的$e_g$复杂的，我们表明，自旋轨道交换相互作用产生的无节点超导体扩展$s$波配对对称性和配对能隙相媲美的散装$d$波间隙，与最近的实验一致。研究结果指出了在臭氧生长的过渡金属氧化物单层异质结构中实现新的高$T_c$超导体的方向。
2018-11-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unique electronic state in ferromagnetic semiconductor FeCl$_{2}$ monolayer
二维（2D）范德华（vdW）磁性材料可能是超紧凑自旋电子应用的理想平台。其中，FeCl $_{2}$单层在三角晶格中受到强烈的争论。因此，我们严格审查其自旋轨道状态，电子结构和磁性，使用一组微妙的第一性原理计算，晶体场能级分析和蒙特卡罗模拟。我们的工作表明，FeCl $_{2}$单层是一个铁磁（FM）半导体，其中窄的Fe $3d$带的电子相关决定了约1.2 eV的带隙。注意，只有当自旋轨道耦合（SOC）被适当处理时，才实现唯一的$d$ $^{5\uparrow}$ $l$ $^\downarrow_{z+}$电子基态。然后，轨道和自旋的贡献（0.59 $μ_{\rm B}$加上3.56 $μ_{\rm B}$）的总磁矩，以及帐户，为第一次，实验的垂直矩为4.3 $μ_{\rm B}$ /Fe。此外，我们发现，压缩应变进一步稳定的$d$ $^{5\uparrow}$ $l$ $^\downarrow_{z+}$基态，增强的磁各向异性和交换耦合将提高居里温度（$T_{\rm C}$）从25 K的原始FeCl $_{2}$单层到69-102 K下3 $\%$ -5 $\%$压缩应变。因此，FeCl $_{2}$单层确实是一种有吸引力的2D FM半导体。
2022-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Entangled Spin-Orbital Phases in the d$^9$ Model
利用Bethe-Peierls-Weiss方法研究了双层和单层正方晶格的自旋轨道$d^9$ Kugel-Khomskii模型的相图.对于一个双层，我们得到的价键相层间单线态，交替平面单线态，和两个纠缠的自旋轨道（ESO）相，除了反铁磁和铁磁顺序。这种纠缠相在单分子层中的可能性目前正在研究中。
2012-06-21 cond-mat.str-el
Multiferroic nematic d-wave altermagnetism driven by orbital-order on the honeycomb lattice
本研究通过低能哈密顿量、第一性原理方法结合对称性分析，发现应变蜂窝单层VCl₃是轨道序驱动的铁电变磁体，具有显著且可切换的自旋分裂，为二维范德华材料中的变磁性研究提供了新范例。
2025-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nodal topology in $d$-wave superconducting monolayer FeSe
在超导单层FeSe/SrTiO $_3$中可能存在无节的$d$波态.节点的缺乏是令人惊讶的，但已被证明是所观察到的小带间自旋轨道耦合的自然结果。在这里，我们研究从一个nodeless状态的节点状态的演变，因为这种自旋轨道耦合从拓扑的角度来看是增加。我们表明，这种演变强烈依赖于超导自由度的轨道内容。特别是，有两个$d$波的解决方案，我们称之为轨道平凡和轨道非平凡。在这两种情况下，节点携带源自手征对称性的$\pm 2$拓扑缠绕数。然而，正电荷和负电荷的动量空间分布对于两种情况是不同的，导致这些节点在它们湮灭形成无节点超导体时的不同演化。我们进一步表明，轨道平凡和轨道非平凡的节点状态在边缘表现出不同的Andreev平带谱。
2019-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital textures and evolution of correlated insulating state in monolayer 1T phase transition metal dichalcogenides
本研究通过ARPES观测单层1T相过渡金属二硫属化物的下哈伯德带，发现硫族p态杂化调节带宽稳定莫特绝缘态，并提高转变温度，为关联电子研究提供新平台。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Many-body electronic structure, self-doped double-exchange, and Hund metallicity in 1T-CrTe2 bulk and monolayer
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
研究揭示 1T-CrTe2 为自掺杂双交换铁磁体，具有显著的 Hund 金属性，通过分析其多体电子结构，发现 Cr-d 轨道的 itinerant eg 电子与 localized t2g 时刻共存，Hund 耦合驱动双交换铁磁性，为高 Tc 铁磁性提供新视角。
2026-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles Study of Spiral Spin Density Waves in Monolayer MnCl$_2$ Using Generalized Bloch Theorem
基于第一性原理计算，我们研究了单层1 T-MnCl $_2$中一组螺旋矢量的螺旋自旋密度波.在赝原子轨道的线性组合下，利用推广的Bloch定理计算了磁基态。通过固定Mn磁性原子的磁矩方向，构造了Mn磁性原子的平面螺旋构型。我们证实了其基态为螺旋基态。我们还阐明了当引入空穴-电子掺杂时，出现了从螺旋基态到其他基态，如铁磁态或反铁磁态的相变。因此，我们证明，引入空穴-电子掺杂调谐的相变在单层1 T-MnCl $_2$。
2019-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Environmental Screening and Ligand-Field Effects to Magnetism in CrI$_3$ Monolayer
我们提出了一个详细的研究悬浮和介电嵌入CrI $_3$单分子膜的磁性的微观起源。为此，我们向下折叠两个不同的最小广义哈伯德模型与不同的轨道基组从\emph{ab initio}计算使用约束随机相位近似。在平均场近似下，我们表明，这些模型是能够描述的局部磁矩在CrI $_3$和再现完整的\emph{ab initio}计算的电子特性的形成。我们利用磁力定理来研究不同轨道流形之间的微观磁交换通道。我们发现了一个多轨道超交换机制作为起源的磁性在CrI $_3$有效的铁磁和反铁磁Cr-Cr $d$耦合通道，这是决定性的影响，由配体（I）$p$轨道之间的详细相互作用。我们展示了如何环境屏蔽，如导致从封装与六方氮化硼（hBN）的铬$_3$单层的影响库仑相互作用的膜，以及如何连续控制其磁性能。最近和次最近邻交换相互作用之间的非单调相互作用的驱动下，我们发现磁振子色散和居里温度是非平凡的环境介电屏蔽的影响。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of superconductivity in hole-doped monolayer MoS$_{2}$
通过求解三轨道吸引类Hubbard模型下的线性BCS带隙方程，在考虑原子自旋-轨道耦合的情况下，从理论上研究了空穴掺杂单层MoS $_2$中的库珀对对称性.在空穴掺杂的单层MoS $_2$中，自旋轨道耦合和多轨道效应都比电子掺杂的体系更显著。在价带边缘附近，费米面由三种不同类型的空穴袋组成，一种主要由$Γ$点附近的几乎自旋简并的$|d_{z^{2}}\rangle$轨道组成，另一种主要由$|d_{x^{2}-y^{2}}\rangle$和$|d_{xy}\rangle$轨道产生的${\rm K}$和${\rm K}'$点附近的自旋分裂的上带和下带组成.随着掺杂量的增加，相应的费米口袋数也随之增加。在非常低的掺杂下，关注$|d_{x^{2}-y^{2}}\rangle$和$|d_{xy}\rangle$的上部分裂带，由于分裂带的小的态密度而产生极低的$T_{\rm c}$。为了进一步掺杂，常规的自旋单重态（SS）出现在$Γ$袋中，其在K和K $'$袋中具有自旋三重态（轨道单重态）（ST-OS）和自旋单重态（轨道三重态）（SS-OT）的混合物。混合物的比例取决于相互作用的相对强度和交换相互作用的符号。中等强度的铁磁交换作用甚至导致与占主导地位的ST-OS态的配对状态超过传统的SS之一。通过这些观察，我们预计在涉及所有三个费米口袋的高掺杂下，出现与相对高的$T_{\rm c}$的迷人配对…
2018-06-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gadolinium halide monolayers: a fertile family of two-dimensional 4f magnets
二维（2D）磁体在下一代信息器件中具有巨大的应用潜力。自从最近在单层CrI $_3$和少层Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$中发现了本征二维磁性以来，人们对更多的二维磁体进行了深入的研究，并揭示了它们有趣的物理性质。与基于$3d$电子的磁性相比，$4f$电子可以提供更大的磁矩和更强的自旋-轨道耦合，但在二维形式下的研究要少得多。只是在最近几年，在这一领域取得了一些令人兴奋的成果。本文将从理论方面介绍二维Gd卤化物的最新研究进展。值得注意的是，在这些材料中，Gd的$4f$和$5d$轨道都起着关键作用。对于Gd $X_2$（$X$ =I、Br、Cl和F）单层和相关Janus单层，具有大交换的强铁磁性来自Gd $^{2+}$的$4f^7$ + $5d^1$杂化。空间扩展的$5d$电子充当桥以耦合局部$4f$自旋。对于Gd $X_3$单分子膜，金属原子的嵌入可以将电子掺杂到Gd的$5d$轨道中，这导致了许多有趣的物理性质，例如铁弹性，铁磁性和各向异性电导。简而言之，Gd卤化物建立了一种有效的策略来利用2D材料中的$f$ -电子磁性。
2022-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Contrasting electronic states of RuI3 and RuCl3
该研究通过第一性原理计算对比RuI3与RuCl3的体相和单层，揭示二者在金属—绝缘行为及j_eff=1/2、S=1/2/L=1自旋轨道态上的显著差异。
2023-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of reduced dimensionality, crystal field, electron-lattice coupling, and strain on the ground-state of a rare-earth nickelates monolayer
基于单层稀土镍酸盐超晶格中类铜超导电性的潜力，我们研究了晶场分裂、晶格畸变和应变对未掺杂二维镍酸盐单层材料$R$ NiO $_3$中电荷、磁性和轨道有序的影响.我们用两带哈伯德模型来描述低能电子态，关联由有效Hubbard $U$和Hund的$J$控制。电子耦合到八面体呼吸模式晶格畸变。半经典地处理晶格，我们应用Hartree-Fock近似来获得作为各种参数的函数的基态的相图。我们发现，即使在没有晶场分裂的情况下，二维限制导致强烈的偏好平面$d_{x^2-y^2}$轨道。$d_{x^2-y^2}$的极化通过增加一个晶体场分裂而增强，而耦合到呼吸模式晶格畸变削弱了它。然而，前者的效果更强，导致$d_{x^2-y^2}$轨道和反铁磁（AFM）秩序在合理的值$U,J$，从而实现铜类超导在这种二维材料掺杂的可能性。我们还发现，拉伸应变的应用增强了铜样相和轨道极化相一般，通过减少下一个最近的最近邻跳跃的$t_2 / t_1$比。相反，具有压缩应力的系统具有增加的跳跃比，并且因此显示出对铁磁（FM）相的偏好，出乎意料地包括面外$d_{3z^2-r^2}$ FM相。
2021-10-07 cond-mat.str-el
Strong enhancement of magnetic order from bulk to stretched monolayer FeSe as Hund's metals
尽管磁性的重要性可能与铁基超导体的其他关键性质有关，但对它的理解仍然远远没有完成，特别是对于FeSe系统。一方面，大块FeSe中没有磁有序的起源还有待澄清。另一方面，仍然不清楚在铁基超导体中具有最高转变温度的SrTiO $_3$上的单层FeSe与磁不稳定性有多接近。本文采用动力学平均场论结合密度泛函理论研究了FeSe块材和单层材料的磁性。我们发现，在散装FeSe的抑制磁秩序与轨道间的电荷波动，洪德耦合的效果，增强了较大的晶体场分裂的减少。同时，扩展单层FeSe中Fe原子的空间隔离导致了强磁有序，这被小电子掺杂完全破坏。我们的工作提供了一个全面的理解，在铁基超导体和其他一般的多轨道相关系统，如洪德的金属磁秩序。
2020-09-04 cond-mat.str-el
DFT+DMFT study of correlated electronic structure in the monolayer-trilayer phase of La$_3$Ni$_2$O$_7$
本文利用DFT+DMFT计算研究La$_3$Ni$_2$O$_7$单层-三层相的关联电子结构，发现其多轨道金属性、轨道选择性Mott行为、强自旋涨落及16 GPa下的Lifshitz转变，为混合堆叠镍酸盐超导体研究提供理论参考。
2025-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity accompanying a Lifshitz transition in electron-doped FeSe monolayer
最近发现的在SrTiO $_{3}$（STO）上生长的FeSe单层膜在50 K以上的超导电性增强的起源，与体相FeSe中的8 K相比，存在激烈的争论。与铁硫族化合物A $_{x}$ Fe $_{2-y}$ Se $_{2}$和钾掺杂的FeSe一样，它们也具有相对高的超导临界温度（$T_c$），FeSe/STO单层膜的费米表面（FS）没有空穴状FS，这表明这些空穴FS消失的Lifshitz转变可能有助于增加$T_c$。然而，解释$T_c$增加的根本原因仍不清楚。在这里，我们报告了一个15 K的$T_c$跳跃伴随着第二个Lifshitz过渡，其特征在于在布里渊区（BZ）中心的电子口袋的出现，这是由高电子掺杂后，在FeSe/STO单层膜上原位沉积钾触发。我们的研究结果表明，配对相互作用是轨道依赖的$d_{xy}$轨道发挥决定性的作用，在FeSe产生增强的超导电性。
2016-06-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiple Dirac Cones and Topological Magnetism in Honeycomb-Monolayer Transition Metal Trichalcogenides
单层石墨烯的发现开创了现代凝聚态物理的两个丰富领域：狄拉克半金属和原子级薄层材料。当这些趋势在具有自旋和轨道自由度以及强电子相关性的过渡金属化合物中再次相遇时，预计在物质拓扑态和莫特物理学的截面中会出现更多奇特的现象。在这里，我们表明，通过使用从头计算，单层形式的过渡金属trichalcogenides（TMTs），它具有蜂窝网络的过渡金属阳离子，可以表现出多个狄拉克锥与可调间隙的电子结构。此外，我们阐明了电子关联和载流子掺杂使多狄拉克半金属成为具有高陈数的拓扑铁磁体。我们的研究结果提出了蜂窝单层TMT的一个新的范式，探索相关的狄拉克电子和拓扑非平凡的磁性。反过来，这些材料独特的广泛特性将为原子级薄异质结构提供新的构建模块。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping dependence of spin and orbital correlations in layered manganites
我们研究了单层和双层锰氧化物中自旋和轨道相关性之间的相互作用，使用一个有效的自旋-轨道t-J模型，该模型明确地处理耦合到经典t_{2g}自旋的e_g轨道自由度。利用有限团簇和周期性边界条件，通过精确对角化求解轨道多体问题，或者通过优化零温自旋组态，或者通过对有限温度自旋子系统使用经典Monte-Carlo。在未掺杂的二维团簇中，发现了轨道和自旋关联的互补行为-铁磁自旋序与交替轨道序共存，而反铁磁自旋序，由t_{2g}自旋超交换触发，与铁磁轨道序共存。在有限晶场条件下，我们建立了La_{1-x} Sr_{1+x} MnO_4的实际模型，描述了随着掺杂量的增加，主要由面外3z^2-r^2轨道占据逐渐转变为面内x^2-y^2轨道占据.该电子模型能很好地解释掺杂x=0.5时单层锰氧化物中CE相的稳定性，并能在高掺杂时在Nd_{1-x} Sr_{1+x} MnO 4中发现C型反铁磁相。另外，在双层锰氧化物中，磁性相和伴随的轨道顺序随着掺杂的增加而改变。该模型预测了高掺杂x>0.75时的C-AF和G-AF相，正如在La_{2-2x} Sr_{1+2x} Mn_2O_7中实验发现的那样。
2006-04-01 cond-mat.str-el
Superconductivity and Nematic Fluctuations in a model of FeSe monolayers: A Determinant Quantum Monte Carlo Study
相反，散装的FeSe，它表现出超有序和低温超导性，原子层的FeSe逆转的情况下，高温超导性出现旁边的抑制超有序。为了研究这种现象，我们研究了FeSe的最小电子模型，其相互作用增强了电子涨落。该模型是符号问题的自由，并使用行列式量子蒙特卡罗（DQMC）模拟。我们开发了一个DQMC算法与并行回火，这被证明是一个有效的来源的全球更新，并允许我们访问该地区的强相互作用。在宽范围的中间耦合，我们观察到超导性与扩展的s-波序参量，以及增强，但短程，$q=(0,0)$铁轨道（铁）秩序。这些结果是一致的近似弱耦合的处理，预测超导涨落导致超导配对。令人惊讶的是，在所研究的参数范围内，我们没有观察到明显的长程序。相反，在较强的耦合与$q=(π,π)$反铁轨道秩序出现一个不寻常的绝缘相，这是错过了弱耦合近似。
2016-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Monte-Carlo study of quasiparticle dispersion relation in monolayer graphene
通过对构成石墨烯晶格的碳原子π轨道上的电子的紧束缚模型进行混合蒙特卡罗模拟，研究了单层石墨烯中电子单粒子态的密度.态密度近似为在足够小的温度下粒子数对化学势的导数。模拟是在部分淬火近似下进行的，其中虚拟粒子和空穴的化学势为零。发现范霍夫奇异性比自由紧束缚模型中的要尖锐得多。模拟结果还表明，费米速度增加的相互作用强度的过渡到自发破缺的相位手征对称性。
2013-01-07 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
