Dimensional-Crossover-Driven Mott Insulators in SrVO3 Ultrathin Films
采用脉冲电子束沉积技术在(001)取向的LSAT衬底上生长了不同厚度的高质量SrVO 3(SVO)外延薄膜。厚的SVO膜(~25 nm)表现出金属的行为与电阻率以下的T2定律对应的费米液体系统。在厚度小于6.5nm的SVO薄膜中观察到温度驱动的金属-绝缘体转变(MIT),发现6.5nm薄膜的MIT为50 K,5.7nm薄膜的MIT为120 K,3 nm薄膜的MIT为205 K。所观察到的MIT的出现可以归因于从三维金属到二维莫特绝缘体的维度交叉,因为所导致的有效带宽W的减小在费米能级处打开了带隙。SVO薄膜的磁输运研究也证实了所观察到的MIT是由于电子-电子相互作用而不是局域化。
2013-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum lattice dynamical effects on the single-particle excitations in 1D Mott and Peierls insulators
作为描述准一维Mott和Peierls绝缘体的一般模型,我们用数值方法研究了半充满带的Holstein-哈伯德模型。结合Lanczos对角化和Chebyshev矩展开,我们精确地计算了光电子能谱和逆光电子能谱,并以此建立了模型的相图。虽然极化子的特征只出现在强的电子-声子耦合,明显的声子签名,如多量子带态,可以发现在莫特绝缘制度以及。为了证实Mott到Peierls跃迁的可能性,我们利用基于密度矩阵重整化群计算的有限尺寸标度分析确定了自旋和电荷的激发能隙.
2004-03-31 cond-mat.str-el
Nature of the Peierls- to Mott-insulator transition in 1D
为了阐明从Peierls带绝缘体到关联Mott-Hubbard绝缘体的跃迁物理过程,我们利用准精确数值方法分析了一维半填充Holstein-哈伯德模型的基态和光谱性质.在绝热极限下,该跃迁与离子哈伯德模型的能带到莫特绝缘体的跃迁有关。取决于电子-声子耦合和哈伯德相互作用的强度的过渡是一阶或不断演变的中间阶段与有限的自旋,电荷,和光学激发间隙。
2002-11-11 cond-mat.str-el
Mott and spin-Peierls physics in TiPO$_4$ under high pressure
TiPO $_4$是一种莫特绝缘体,是少数几种在低温下具有自旋Peierls相的无机化合物之一。最近的实验研究表明,在环境温度下,尽管在高压下,也存在自旋佩尔斯二聚化。在这里,我们提出了一个相结合的实验和理论研究的能量的高压阶段。我们分析了二聚化性质及其与自旋自由度的耦合。最重要的是,我们认为,TiPO $_4$ resents直接类似于著名的二元过渡金属氧化物VO $_2$。TiPO $_4$允许以受控方式评估高压区域中的自旋二聚体物理,具有成为二聚过渡金属氧化物类的重要模型系统代表的潜力。
2019-12-20 cond-mat.str-el
Photoemission evidence for crossover from Peierls-like to Mott-like transition in highly strained VO$_2$
我们提出了一个光谱研究表明,应变VO $_2$薄膜的金属-绝缘体转变可能会被驱动到一个纯粹的电子过渡,这并不依赖于Peierls二聚化,通过施加机械应变。与一个适度应变的系统,其中涉及的晶格比较,演示了从佩尔斯到莫特样过渡的交叉。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bulk-like Mott-Transition in ultrathin Cr-doped V2O3 films and the influence of its variability on scaled devices
本研究针对超薄Cr掺杂V₂O₃多晶薄膜的压力驱动莫特转变展开电学测量,构建标度律与逾渗结合的仿真模型验证其类体相转变特性,并探明晶粒变异性支持器件宽度缩至至少50 nm。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiple crossovers and coherent states in a Mott-Peierls insulator
本文考虑动力学平均场论中的二聚体哈伯德模型,研究了Mott和Peierls物理之间的相互作用和竞争。我们描述了相图的各种金属-绝缘体过渡线和沿它们发生的不同解决方案的分解。我们专注于辩论的莫特-佩尔斯绝缘体交叉的具体问题,并描述了系统的电子结构的演变整个相图。我们发现,在低内二聚体跳跃新兴的本地磁矩可以解除绑定以上的特征单线态温度$T^*$。当增加二聚体间跳跃时,电子结构发生微妙的变化。值得注意的是,我们发现哈伯德带的混合字符与相干和不相干的激发。我们认为,这种状态是相关的VO $_2$和它的签名可以在光谱研究中观察到,并可能通过泵探测实验。
2017-10-20 cond-mat.str-el
Optical excitations of Peierls-Mott insulators with bond disorder
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法计算了具有最近邻相互作用的半填充哈伯德模型的光学性质。为了模拟寡烯的光激发,包括Peierls二聚化,其强度为单键可能波动。系统与多达100个电子进行了研究,他们的波函数进行了分析,并确定了相关的长度尺度的低位光激发。所提出的方法提供了一个简洁的图片的光学吸收的寡烯的尺寸依赖性。
2005-07-05 cond-mat.str-el
Dynamical correlation functions of one-dimensional superconductors and Peierls and Mott insulators
利用对称性、与其它模型的关系以及已知的极限,构造了描述一维费米子的Luther-Emery模型的谱函数,该模型具有一个无隙自由度和一个有隙自由度,即超导体、Peierls绝缘体和莫特绝缘体。取决于电荷和自旋速度的相对大小,以及是否存在电荷或自旋间隙,我发现谱函数的奇异性和存在或不存在的费米子运营商的异常尺寸的数量不同。对于Peierls系统,我发现一个奇异点具有反常维数和一个有限的最大值;对于超导体,我发现两个奇异点具有反常维数;对于莫特绝缘体,我发现一个或两个奇异点没有反常维数。此外,还有很强的阴影带。我推广到任意动态多粒子关联函数的建设。这项工作的主要方面是在协议的数值和贝特Anasterian计算他人。我还讨论了应用于光电发射实验的一维莫特绝缘体和正常状态的一维Peierls系统,并提出Luther-Emery模型作为通用的描述一维电荷密度波系统的重要电子相关。
1998-06-15 cond-mat.str-el
Using Nonequilibrium Dynamics to Probe Competing Orders in a Mott-Peierls System
有序相之间的竞争及其相关的相变在强关联系统的研究中具有重要意义。在这里,我们研究的一个方面,光激发Mott-Peierls系统的非平衡动力学,使用有效的Peierls-哈伯德模型和精确对角化。在自旋和电荷强烈交织的过渡附近,我们观察到反相动力学和耦合强度依赖的抑制或增强的静态结构因子。耦合到特定光激发电子的重整化玻色子激发可以被提取出来,这提供了一种表征底层玻色子模的方法。不同电子动量的分析结果表明,由于在$k_F$附近有较强的耦合,因此软化不均匀。这种行为反映了当多个相竞争系统的基态时,费米子动量、耦合顶点和最终玻色子可磁化率之间的强联系。
2016-02-24 cond-mat.str-el
Experimental Verification of Charge Soliton Excitations in the Ionic Mott-Peierls Ferroelectric, TTF-CA
本文通过实验证明TTF-CA离子型Mott-Peierls绝缘相中的电荷输运能隙与电荷孤子激发一致,并发现电荷与自旋孤子具有相近扩散系数,为涌现孤子的热激发研究奠定基础。
2022-01-11 cond-mat.str-el
Dynamics of photoexcited states in one-dimensional dimerized Mott insulators
从理论上研究了一维莫特绝缘体在自旋Peierls不稳定性作用下二聚化后光激发态的动力学性质。结合微扰分析的数值计算表明,没有最近邻相互作用的最低光激发态对应于属于色散激发的二聚体间电荷转移激发。这种激发态使二聚相不稳定,导致光诱导的逆自旋Peierls转变。我们讨论了纯电子起源的midgap状态,观察到在最新的光激发实验的有机自旋Peierls化合物,K-TCNQ(钾-tetracyanoquinodimethane)。
2006-09-08 cond-mat.str-el
Correlation Assisted Phonon Softenings and the Mott-Peierls Transition in VO$_{2}$
为了探索VO 2金属-绝缘体相变(MIT)和结构相变的驱动机制,我们采用DFT和DFT+U(U:Coulomb correlation)能带计算方法研究了金红石型VO 2(R-VO 2)的声子色散.我们发现在这两种情况下都发生了声子软化不稳定性,但只有DFT+U中的软化声子模式才能正确地描述MIT和从R-VO 2到单斜VO 2(M1-VO 2)的结构转变。这表明库仑关联效应对R-VO 2的Peierls跃迁起着重要的辅助作用。我们还从M_1-VO_2的声子色散中发现,M_1结构在高压下变得不稳定。我们已经预测了一个新的阶段VO 2在高压下,具有单斜CaCl 2型结构与金属性质。
2012-07-07 cond-mat.str-el
Photoinduced phase switching from Mott insulator to metallic state in the quarter-filled Peierls-Hubbard model
本研究利用精确对角化方法探讨了1/4填充一维Peierls-Hubbard模型在强Coulomb排斥下的光致相变,发现超快光辐照能显著增强Drude峰,实现绝缘体-金属转变,并提出空占据和双占据二聚体作为光致电荷载流子的新机制。
2024-06-03 cond-mat.str-el
Quantum confinement of Mott electrons in ultrathin LaNiO3/LaAlO3 superlattice
利用直流输运和共振软X射线吸收光谱研究了(LaNiO $_{3}$)$_n$ /(LaAlO $_{3}$)$_3$(n=3,5和10)超晶格中由于量子限制引起的电子重构.在接近的QC限制,莫特型过渡从巡回电子的行为,以本地化的状态进行观察。在过渡过程中,系统表现出电荷有序化的趋势。从头计算簇计算是在良好的协议与吸收光谱,表明顶端的配体空穴密度是高度抑制导致强烈的修改的电子结构。在一维交叉处,胞腔动态平均场计算支持异质结构超薄LaNiO $_{3}$中莫特绝缘体基态的出现.
2011-01-28 cond-mat.str-el
First-Principles Study of Correlation Effects in VO2: Peierls vs. Mott-Hubbard
本文采用全电子全势LMTO GW计算方法研究了VO 2在金红石和单斜(M1)相中的分布。全频率依赖性和非对角矩阵元素的自能量被考虑在内。作为动力学相关的结果,卫星结构被发现以上的$t_{2g}$准粒子峰,但不低于,在金红石和单斜相。对于单斜结构,在通常的1-shot GW计算中不能获得绝缘状态。我们执行一个简化的“自洽”GW计划,通过添加一个统一的移动到导带能级,并相应地重新计算准粒子波函数。获得了与实验一致的具有约0.6 eV的间隙的绝缘溶液。
2008-04-07 cond-mat.str-el
Gutzwiller description of non-magnetic Mott insulators: a dimer lattice model
我们介绍了一种新的扩展Gutzwiller变分波函数能够处理绝缘体逃脱任何平均场的描述,例如非磁性绝缘体。作为应用,我们研究了顺磁性金属到非磁性Peierls或价键莫特绝缘体的莫特跃迁。在大配位晶格的极限下,我们利用Gutzwiller波函数对该模型进行了分析,发现:(1)Mott跃迁是一级跃迁;(2)在莫特绝缘体中,Peierls能隙很大,但主要是由电子排斥作用造成的;(3)在跃迁附近出现了单重态超导.
2007-04-11 cond-mat.str-el
Peierls transition in the presence of finite-frequency phonons in the one-dimensional extended Peierls-Hubbard model at half-filling
我们报告量子Monte Carlo(随机级数展开)结果的过渡从莫特绝缘体的二聚Peierls绝缘状态的半填充,一维扩展哈伯德模型耦合到光学键声子。使用电子-电子(e-e)相互作用参数近似对应的聚乙炔,我们表明,Mott-Peierls转变发生在有限值的电子-声子(e-ph)耦合。我们讨论了几种不同的标准检测的过渡,并表明,他们给一致的结果。我们计算了临界e-ph耦合作为裸声子频率的函数,并研究了临界耦合对e-e相互作用强度的敏感性。在强的电子-电子耦合的限制下,我们将模型映射到一个自旋-佩尔斯链,并将相边界与以前的自旋-佩尔斯转变的结果进行比较。我们指出的非线性自旋-声子耦合的影响被忽略的自旋Peierls模型的映射。
2003-02-11 cond-mat.str-el
Unraveling the Mott-Peierls intrigue in Vanadium dioxide
二氧化钒是研究最多的强关联材料之一。尽管如此,电子相关和晶格效应之间的交织已经排除了金红石金属到单斜绝缘体转变的全面描述,反过来又引发了一个长期存在的“鸡还是蛋”的争论,关于哪个先来,莫特局域化或佩尔斯畸变。在这里,我们认为这个问题实际上是不适定的:电子相关性和晶格振动合谋稳定单斜绝缘体,因此必须考虑它们两者,以免错过VO $_2$物理的相关部分。具体来说,我们设计了一个极小模型VO $_2$,其中包括所有重要的物理成分:电子相关性,多轨道字符,和两个组件的反铁畸变模式,凝聚在单斜绝缘体。我们在绝热Born-Oppenheimer近似下用动力学平均场论求解了这个模型。与金属-绝缘体转变的一阶特征一致,Born-Oppenheimer势具有丰富的景观,最小值对应于未扭曲的相位和四个等效的扭曲相位,并转化为同样丰富的热力学,我们通过Monte Carlo方法发现。值得注意的是,我们发现,一个扭曲的金属相侵入之间的低温扭曲绝缘体和高温未扭曲的金属,这揭示了新的光的单斜金属相的有争议的实验证据。
2020-03-11 cond-mat.str-el
Site-Selective Mott Transition in a Quasi-One-Dimensional Vanadate V6O13
利用轨道分辨51 V核磁共振谱研究了准一维体系V6 O 13的金属-绝缘体转变的微观机制。我们发现,过渡涉及一个网站选择性d轨道的顺序提升两个VO 6链中的一个的双重轨道简并。另一个链在整个过渡中在单占据的dxy轨道上留下顺磁矩。这两条链分别稳定了基态的轨道辅助自旋Peierls态和反铁磁长程序。择位Mott跃迁可能是反常金属和Mott-Peierls对偶性的一个来源。
2015-04-23 cond-mat.str-el
Novel electronic states close to Mott transition in low-dimensional and frustrated systems
近年来的研究表明,关联系统在局部巡游交叉附近可能会出现不同的新状态。特别有利的条件,满足低维和挫折系统。在本文中,我讨论了一些具体的例子,这种新的国家。特别是,对于某些尖晶石和三角形系统出现了“部分莫特转变”,其中首先一些有限的集群(二聚体,三聚体,四聚体,七聚体)去巡回政权,和真正的大块莫特转变只发生在以后。此外,还讨论了这种交叉机制的其他一些可能性,如TiOCl中的自旋-Peierls-Peierls跃迁,某些情况下的自发电荷交叉等。
2011-02-24 cond-mat.str-el
Phase diagram of the one dimensional Hubbard-Holstein Model at 1/2 and 1/4 filling
Hubbard-Holstein模型是一个最简单的电子-电子和电子-声子相互作用。在一维半填充的Holstein电子-声子耦合促进现场的电子对和Peierls电荷密度波,而哈伯德现场库仑排斥U促进反铁磁关联和莫特绝缘状态。最近的数值研究发现,在Peierls态和Mott态之间可能存在第三个中间相。从电荷和自旋极化率的直接计算,我们表明:(i)随着电子-声子耦合的增加,首先是一个自旋能隙打开,其次是Peierls跃迁。在这两个转变之间,金属中间相具有自旋能隙,没有电荷能隙,并且具有类似于负U哈伯德模型的性质。(ii)Mott/中间态和中间态/Peierls态之间的跃迁是Kosterlitz-Peierless形式。(iii)对于较大的U,两个过渡合并在一个临界点成一个单一的一阶Mott/Peierls过渡。此外,我们表明,一个中间阶段也发生在四分之一填充模型。
2007-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An Ab Initio Description of the Mott Metal-Insulator Transition of M$_{2}$ Vanadium Dioxide
采用基于GW近似的\textit{ab initio}方法,考虑了强的局部\textbf{k} -空间关联,对M $_2$二氧化钒的金属-绝缘体相变进行了分解和研究.类似于M $_{1}$结构,M $_{2}$结构的Peierls配对导致键-反键分裂,其稳定其中大部分电荷密度存在于Peierls链上的状态。然而,这不足以将所有的成键态都降到较低的哈伯德能带中。需要在相邻钒链上的反铁电畸变来通过增加钒和顶端氧原子之间的距离来减少Peierls键合状态所感受到的排斥,降低电势重叠,从而减少电荷密度积累,从而减少电子排斥。反键态同时被推入上哈伯德带。数据表明,充分修改的GW计算能够描述发生在莫特金属-绝缘体转变的原子和电子结构的相互作用。
2017-09-14 cond-mat.str-el
Switching of the Mott transition based on the hole-driven MIT theory
用波长为1.5 μ m的红外线照射VO_2,并施加电场,改变VO_2的一阶金属-绝缘体转变(MIT)的开关电压(光致开关)。这在空穴驱动的MIT理论中被预测,其中低于0.01%的低浓度的空穴掺杂到导带(费米表面)中诱导作为相关效应的突变MIT。这种转变是由Mott转变而不是Peierls转变来解释的。
2008-04-15 cond-mat.mtrl-sci 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
Orbital correlations in ultrathin films of late transition metals
本文发展了一个双轨道哈伯德模型,研究了后过渡金属Co和Ni的面心立方薄膜中的电子关联。我们的模型表明,Mott-Hund的相互作用的结果在铁磁最近邻轨道相关。与轨道和晶体对称性之间的不匹配相关的挫折阻碍了轨道有序化,导致轨道液态。这种状态可以表现为涉及自旋-轨道耦合的现象,例如磁各向异性。
2023-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Sequential Electronic and Structural Transitions in VO2 Observed Using X-ray Absorption Spectromicroscopy
利用具有高空间和光谱分辨率的X射线吸收光谱显微镜研究了VO2中常见的双电子(Mott)和结构(Peierls)跃迁。发现在加热和冷却过程中,电子跃迁总是先于结构Peierls跃迁。在这两个跃迁之间,存在光谱隔离的中间态。
2015-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mott switching and structural transition in the metal phase of $VO_2$ nanodomain
$VO_2$在$67^oC$附近经历绝缘体-金属相变(IMT)和单斜-金红石结构相变(SPT)。IMT切换具有许多应用。然而,IMT究竟是Mott转变还是Peierls转变仍是一个悬而未决的问题。这种复杂性是由金属和绝缘体共存引起的,这是IMT区域的固有特性。因此,在许多实验中,在IMT区域中采集的数据在两个相位上平均。我们克服了这个问题,通过探测单斜结构的电子状态,并通过引入一个模型,占共存阶段。我们揭示了在$55-63^oC$之间的非畸变单斜纳米畴中的Mott IMT,以及在$60^oC$之上的畸变辅助SPT。
2021-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Electric Field on One-Dimensional Insulators: A DMRG study
我们利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法对一维Mott链和Peierls链进行了广泛的计算,并明确地考虑了静态偏置,以研究这些体系中的绝缘体-金属相变.我们发现,电场诱导的绝缘体-金属的有限尺寸系统的转变的数量和在热力学极限,绝缘系统击穿到一个完全导电状态在一个临界值的偏压,这强烈依赖于绝缘参数。结果表明,在热力学极限下,Peierls绝缘体和莫特绝缘体的击穿不遵循Landau-Zener机制。对不同尺寸系统的计算表明,系统尺寸的增加降低了阈值偏置以及该偏置下的电荷间隙,使得绝缘体-金属过渡在这两种情况下都更尖锐。
2008-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of the Mott insulator LaVO3 in a quantum well geometry
我们用X射线光电子能谱研究了镶嵌在LaAlO3中的莫特绝缘体LaVO3的电子结构。通过将LaAlO3的上层限制为3个晶胞,可以探测下面的LaVO3。V2p芯能级谱同时含有V3+和V4+两种成分,且大于2个晶胞厚度的LaVO3,其结构表现出与体样品相似的谱。原子级平坦表面使得能够研究发射角依赖性,这表明V4+被定位到最顶层。这些结果表明,探测氧化物薄膜的界面电子结构的表面光谱的潜力。
2006-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical singlets and correlation-assisted Peierls transition in VO2
基于集团动力学平均场论,结合密度泛函方法,提出了二氧化钒从高温金红石相到低温单斜相的金属-绝缘体相变理论。强电子库仑相互作用和结构扭曲的相互作用,特别是低温阶段钒原子的二聚化,起着至关重要的作用。我们发现VO 2不是一个传统的莫特绝缘体,但由于强库仑关联的动态V-V单重态对的形成是必要的触发Peierls间隙的开放。
2004-09-30 cond-mat.str-el
Coexistence of Charge Order and Spin-Peierls Lattice Distortion in One-Dimensional Organic Conductors
从理论上研究了四分之一填充有机材料的自旋-Peierls跃迁的电子性质。通过对一维扩展Peierls-哈伯德模型的解析和数值研究,我们发现在强关联区,由于四分晶格畸变,两个不同的自旋Peierls态之间存在竞争.一个是伴随着晶格二聚化,这可以解释为一个自发的莫特绝缘体,而另一个显示存在的维格纳晶体类型的电荷秩序。数值密度矩阵重整化群计算结果表明,当在位和位间库仑相互作用都很大时,体系稳定在基态.
2003-01-14 cond-mat.str-el
First-order kinetics bottleneck during photoinduced ultrafast insulator-metal transition in 3D orbitally-driven Peierls insulator CuIr$_{2}$S$_{4}$
利用全光超快多脉冲时间分辨光谱技术研究了CuIr $_{2}$ S $_{4}$中光诱导三维Peierls类绝缘体-金属(IM)跃迁的超快动力学.低- $T$对称性破缺状态的结构相干性在高于$F_{\mathrm{c}}\approx3$ mJ/cm $^{2}$(在1.55-eV光子能量下)的阈值激发通量的亚皮秒时间尺度上被强烈抑制,导致结构不均匀的瞬态,其在恢复到原始低- $T$状态之前持续几十皮秒。电子顺序显示在$\sim0.6$ ~mJ/cm $^{2}$的显著较低的注量阈值下的瞬态间隙填充。这些数据表明,光诱导过渡到高- $T$金属相的结构动力学是由一阶过渡成核动力学,防止完全的结构过渡到高- $T$相,即使在激发注量显着大于$F_{\mathrm{c}}$。与此相反,动态解耦的电子顺序被抑制,而独立地由于光致莫特过渡。
2022-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
S=1/2 chains and spin-Peierls transition in TiOCl
我们研究了TiOCl作为S=1/2层状莫特绝缘体的一个例子。从我们的新的磁化率数据的分析,结合LDA和LDA+U能带结构计算,我们得出结论,轨道有序产生准一维自旋链和TiOCl是一个新的例子海森伯链进行spin-Peierls转变。能量尺度比以前已知的例子大一个数量级。非磁性Sc杂质的影响解释使用断裂有限链模型。
2002-12-12 cond-mat.str-el
Direct observation of the M2 phase with its Mott transition in a VO$_2$ film
在VO $_2$中,Peierls和莫特绝缘体之间绝缘体到金属转变的明确起源仍然有争议。伴随着争论,它的第二单斜(M2)相由于未二聚钒离子中存在电子关联而受到相当大的关注。然而,M2阶段的起源仍然不清楚。在这里,我们研究了颗粒状VO $_2$膜,使用导电原子力显微镜和拉曼散射。在从单斜相到金红石相的结构转变过程中,我们直接观察到一个中间态,表现出单斜相M1和M2相的共存。在这个制度的晶界附近的电导率是六倍大于晶粒核心,产生甜甜圈般的景观。我们的研究结果揭示了一个晶粒内的渗流过程,表明VO $_2$与M2相是一个莫特绝缘体。
2016-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit driven Peierls transition and possible exotic superconductivity in CsW$_{2}$O$_{6}$
我们研究了\textit{ab initio}一种烧绿石化合物CsW $_{2}$ O $_{6}$,它表现出一种尚未解释的金属-绝缘体转变。我们发现:(1)报道的低$T$结构可能是不准确的,正确的结构具有两倍大的晶胞;(2)绝缘相不是Mott或二聚体单线态性质,而是一个罕见的3D Peierls跃迁的例子,同时凝聚三个密度波;(3)自旋轨道相互作用起着至关重要的作用,形成良好的嵌套带。高$T$(HT)相如果稳定,则可以具有独特的$e_{g}+ie_{g}$超导态,其打破时间反演对称性,但不是手性的。这种状态在1999年被预测,但从未被观察到。我们推测可能的方法来稳定HT相,同时保持超导性的条件。
2017-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Confinement-Induced Isosymmetric Metal-Insulator Transition in Ultrathin Epitaxial V2O3 Films
本研究通过氧气辅助分子束外延制备出单胞厚度的高质量外延超薄V2O3薄膜,证实维度限域可诱导等结构Mott-Hubbard型金属-绝缘体转变,且限域等效于面外应力,为调控关联氧化物晶格与电子性质提供了新途径。
2023-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital physics in transition metal compounds: new trends
在本综述中,讨论了与轨道自由度有关的不同影响。撇开合作Jahn-Teller畸变的超交换机制和“Kugel-Khomskii”类模型的不同性质等方面,我们主要集中在其他现象,这是现代凝聚态物理的焦点。在一般性的介绍之后,我们开始讨论由于轨道自由度而有效降维的概念,并考虑轨道驱动的Peierls效应和在Mott转变附近形成小离子簇等现象,这些现象表现得像嵌入固体中的“分子”。第二大部分是专门的轨道选择性的影响,如轨道选择性的莫特过渡和磁性的抑制,由于事实上,部分轨道开始形成单线态分子轨道。最后简要回顾了近年来快速发展的自旋轨道主导的过渡金属化合物研究领域,包括自旋轨道耦合与Jahn-Teller效应的相互作用,自旋轨道驱动的Mott态和Peierls态的形成,轨道自由度在Kitaev交换耦合中的作用,以及$4d$和$5d$过渡金属化合物中的单线态(激子)磁性。
2018-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-order kinetics bottleneck during photoinduced ultrafast insulator-metal transition in 3D orbitally-driven Peierls insulator CuIr$_{2}$S$_{4}$
尖晶石结构的CuIr $_{2}$ S $_{4}$化合物显示出相当不寻常的轨道驱动的三维Peierls类绝缘体-金属转变。由于亚稳态辐照诱导无序弱导电态的存在,低温超导破缺绝缘态特别有趣。本文利用全光超快多脉冲时间分辨光谱技术研究了强飞秒光脉冲辐照效应。我们发现,低T对称破缺态的结构相干性强烈抑制在亚皮秒的时间尺度上的阈值激发通量以上,导致在结构上不均匀的瞬态持续几十皮秒,然后恢复到低T无序弱导电状态。电子顺序示出了在显著较低的注量阈值下的瞬态间隙填充。这些数据表明,光诱导过渡到高T金属相的动力学是由一阶过渡成核动力学,防止完整的超快结构转变,即使当吸收的能量显着超过平衡焓差的高T金属相。与此相反,动态解耦的电子顺序是短暂的亚皮秒时间尺度上,而独立地抑制由于光诱导莫特过渡。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Zoology of spin and orbital fluctuations in ultrathin oxide films
许多金属过渡金属氧化物在生长成只有几个晶胞厚的薄膜时变成绝缘的。然而,这些厚度引起的金属到绝缘体的转变的微观起源仍然存在争议。在这里,我们模拟了一个不显眼的相关金属单层的极端情况下-锶钒酸盐SrVO $_3$ -沉积在SrTiO $_3$基板。至关重要的是,我们的系统可以具有由SrO或VO $_2$顶层组成的真空终端。虽然我们发现,这两个导致莫特绝缘行为在名义化学计量,出现在掺杂后的相图-化学或通过施加的栅极电压-是定性不同的。事实上,我们的多体计算揭示了一个聚宝盆的非局部波动与(中)相称的反铁磁,铁磁,以及条纹和棋盘轨道有序不稳定性。确定这两种几何形状产生相反的符号的晶体场分裂,我们阐明了随后的阶段,通过镜头的轨道自由度。一般来说,我们的工作强调,界面和表面重建和变形或切断超薄膜中的配位多面体驱动丰富的属性,从根本上不同于材料的体物理。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital-selective confinement effect of Ru $4d$ orbitals in SrRuO$_3$ ultrathin film
研究了厚度为50 ~ 1个晶胞(u.c.)的SrRuO $_3$薄膜的电子结构.研究通过共振非弹性X射线散射(RIXS)技术在O K-边缘解开有趣的相互作用的轨道和电荷自由度。我们发现,轨道选择性量子限制效应(QCE)诱导Ru $4d$轨道的分裂。同时,我们观察到在4 u.c下发生的金属-绝缘体转变(MIT)中的电子-空穴连续谱的明显抑制。sample.从这两个明确的观察,我们得出结论,QCE引起的Mott绝缘相的SrRuO $_3$薄膜。我们的解释的RIXS光谱支持RuO $_6$集团的组态相互作用计算。
2018-12-24 cond-mat.str-el
High pressure x-ray study of spin-Peierls physics in the quantum spin chain material TiOCl
压力的应用可以诱导相关材料中非常规量子相之间的转变。无机化合物TiOCl由S=1/2的Ti离子链组成,是具有相对简单的晶胞的spin-Peierls系统的理想实现。在环境压力下,由于强电子相互作用,它是绝缘体(莫特绝缘体)。其电阻率随压力的增加而突然下降,表明过渡到更金属化的状态,这可能与电荷密度波序的出现相一致。因此,用X射线对结构进行高压研究对于确定这种量子磁体的基态物理至关重要。在常压下,TiOCl在$T_{c2}=92$ K下转变为无公度的近二聚态,在$T_{c1}=66$ K下转变为公度的二聚态。在这里,我们发现一个丰富的相图作为温度和压力的函数,使用X射线衍射的单晶在金刚石砧室下降到$T=4$ K和压力高达14.5 GPa。值得注意的是,磁相互作用尺度随着压力的增加而急剧增加,正如自旋佩尔斯相的高起始温度所表明的那样。在$\sim$ 7 GPa下,自旋Peierls相的外推起始发生在$T=300$ K以上,表明在室温下存在量子单重态。进一步的比较与相关的自旋Peierls系统,显示金属性和压力下的超导性的相图。
2017-10-07 cond-mat.str-el
Electronic phase diagram of Cr-doped VO2 epitaxial films studied by in situ photoemission spectroscopy
该研究结合原位 PES、电学测量和 X 射线吸收谱绘制 CrxV1-xO2 外延薄膜电子相图,揭示应变抑制 TMIT,并证明高 Cr 掺杂下体系转向无 V-V 二聚化的 Mott 绝缘相。
2022-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mott-Hubbard gap closure and structural phase transition in the oxyhalides TiOBr and TiOCl under pressure
室温下TiOBr和TiOCl单晶的压力相关透射和反射光谱表明Mott-Hubbard能隙闭合,即,该间隙填充有向下延伸到远红外范围的附加电子状态。根据压力依赖的X-射线粉末衍射数据的间隙闭合符合结构相变。在TiOBr的转变发生在稍低的压力($p$ =14 GPa)相比,TiOCl($p$ =16 GPa)在流体静力学条件下,这是讨论的化学压力效应。TiOBr在低温下的压力相关的透射率测量的结果揭示了类似的效果在23 K,其中该化合物是在环境压力下的自旋Peierls相。
2008-06-14 cond-mat.str-el
Inverse pressure-induced Mott transition in TiPO$_4$
TiPO $_4$显示出有趣的结构和磁性,随着温度和压力的变化,如自旋Peierls相变和发展的无公度调制的晶格。最近,TiPO $_4$的高压实验报道了在高压下出现的两种新的结构相,即所谓的相IV和V [M. Bykov等人,Angew.国际版55,15053]。后者被证明包括在无机磷酸盐化合物中的5倍O-配位的P-原子的第一个例子。在这项工作中,我们通过从头计算表征这些新相的电子结构和其他物理性质,并研究结构转变。我们发现,相IV和V的外观相一致的莫特绝缘间隙和淬火的磁性相III的压力施加的崩溃。值得注意的是,我们的计算表明,在高压阶段V,这些功能重新出现,导致反铁磁莫特绝缘相,具有强大的本地时刻。
2019-03-26 cond-mat.str-el
The phase transition in VO2 probed using x-ray, visible and infrared radiations
二氧化钒(VO 2)是一种模型系统,由于持续的科学和技术兴趣,半个多世纪以来一直用于理解密切发生的多带电子(莫特)和结构(佩尔斯)跃迁。在用于研究VO 2的许多技术中,最常用的是电磁辐射作为探针。对不同探测辐射提供的不同物理信息的理解是不完整的,主要是由于相变的复杂性质。在这里,我们使用空间平均红外(λ=1500 nm)和可见光(λ=500 nm)辐射的传输,然后使用X射线(λ=2.25-2.38 nm)进行光谱和纳米级成像,以探测相同的VO 2样品,同时控制其滞后相变的环境温度并监测其电阻。我们直接观察到不同的电子和结构组成的过渡期间的纳米级水坑。两个主要的结果是,在加热和冷却过程中,红外和可见光透射的转变发生在明显低于莫特转变的温度下;电子(莫特)转变发生在结构(Peierls)转变之前。我们使用我们的数据来提供不同的过渡特性的可能的微观物理起源的见解。我们强调,重要的是要了解这些影响,因为小的变化性质的探针可以产生定量,甚至定性,不同的结果时,应用到一个非平凡的多带相变。我们的研究结果指导更明智地使用探头类型和解释所得到的数据。
2016-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic phase separation and emergence of a nondimerized insulating phase in VO$_2$ $(110)_{\mathit{R}}$ ultrathin films
Tohoku University(东北大学);High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构);Université Paris-Saclay(巴黎-萨克雷大学)
本研究通过原位光电子能谱和X射线吸收谱,发现VO₂ (110)ᵣ超薄膜中存在电子相分离,其非二聚化绝缘相比例随厚度减小呈指数增长,维度降低引发的莫特不稳定性是该相出现的关键驱动力。
2026-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced Magnetism and Phase Transitions in Ultrathin Quantum Spin Liquid Na2IrO3 Flakes
本研究利用第一性原理计算探究超薄Na2IrO3层中量子电子限域效应,发现单层中zigzag反铁磁态增强且偏离Kitaev自旋液体态,载流子掺杂则引发Mott绝缘体-金属及反铁磁-铁磁双重转变。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing the metal-insulator transition of NdNiO3 by electrostatic doping
调制的载流子密度在莫特材料中的远程掺杂从一个高度掺杂的常规带绝缘体提出测试的莫特金属-绝缘体过渡的带填充控制的理论预测,而不引入晶格畸变或无序,是化学掺杂的情况下。该方法是实验测试,使用外延生长的La掺杂的SrTiO 3薄膜的NdNiO 3(2.5 nm)薄膜。我们发现,远程掺杂系统地改变了载流子密度在NdNiO 3膜,并导致在金属-绝缘体转变温度的适度移位。这些结果进行了讨论的背景下,这类材料表现出金属-绝缘体过渡的理论模型。
2011-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab-Initio Calculation of the Metal-Insulator Transition in Sodium rings and chains and in mixed Sodium-Lithium systems
研究了不同角动量的电子对Mott金属-绝缘体跃迁的影响。对于锂,当我们在希尔伯特空间的描述中包括$p$ -轨道时,我们发现了一个重要的效应。我们应用量子化学方法,钠环和链,以调查类似的MIT,以及它是如何受到周期性和开放的边界。通过改变原子间距,分析了多体波函数和电荷带隙的性质。在第二部分中,我们模拟了离子哈伯德模型中发现的行为,其中发生了从能带到莫特绝缘体的转变。为此,我们进行计算的混合钠锂环。此外,我们研究了纯钠系统和混合钠锂系统的键交替问题,以确定在何种条件下发生佩尔斯畸变。
2004-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum phase transitions in one-dimensional electron-phonon systems
讨论了一维电子-声子系统中的Luttinger-液体电荷密度波和Peierls-绝缘体Mott-绝缘体量子相变。
2006-06-13 cond-mat.str-el
Photoexcitation-Energy-Dependent Transition Pathways from a Dimer Mott Insulator to a Metal
在数值求解含时薛定谔方程的精确多体波函数的基础上,对二维四分之三填充扩展Peierls-哈伯德模型的光诱导二聚体-Mott绝缘体-金属跃迁的泵浦光子能量依赖途径进行了理论研究.当利用二聚体内部的分子自由度时,光激发可以减弱有效相互作用或增加光载流子的密度。在有机二聚体莫特绝缘体体$ κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ Cu[N(CN)$_2$ ]Br中,二聚体内和二聚体间电荷转移激发具有彼此重叠的宽带。即使在这种不利的情况下,光致电导率的变化在很大程度上取决于泵浦光子的能量,确认最近实验观察到的两个途径。通过计算有效相互作用的调制和参与低能光激发的载流子数,阐明了每条路径的特性。泵浦光子能量依赖的途径被证实是实现从发现,虽然有效的相互作用总是和缓慢减弱,载流子的引入是敏感的泵浦光子能量和进行得更快。
2011-06-14 cond-mat.str-el
Magnetically driven metal-insulator transition in NaOsO3
金属-绝缘体转变(MIT)是材料中电子相关性最引人注目的表现之一。已经广泛考虑了产生MIT的各种机制,包括Mott(通过库仑排斥的电子定位),Anderson(通过无序定位)和Peierls(通过周期性1D晶格的扭曲定位)。斯莱特提出的另一条通往MIT的路线,即三维系统中的长程磁序驱动MIT,受到的关注相对较少。利用中子和X射线散射,我们表明,MIT在NaOsO 3是符合的长程相称的三维磁序的发病。虽然候选材料已经提出,我们的实验方法允许长期预测斯莱特麻省理工学院的第一个明确的演示。我们讨论了我们的结果,根据最近的报道莫特自旋轨道绝缘状态在其他5D氧化物。
2012-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-insulator Transition in VO2: a DFT+DMFT perspective
我们提出了一个理论研究的电子结构的金红石(金属)和M $_1$和M $_2$单斜(绝缘)相的VO $_2$采用完全自洽的结合密度泛函理论和嵌入式动力学平均场论计算。我们描述了VO $_2$的金属和绝缘相的电子结构,并提出了一个独特的间隙开放机制。我们发现,莫特物理起着至关重要的作用,在所有阶段的VO $_2$:undimerized钒原子进行经典莫特过渡通过本地矩形成(在M $_2$阶段),而V-二聚体内的强超交换增加了显着的动态intersite相关性,这消除了奇异性的二聚V-原子的自能。从金红石到二聚M $_1$相的转变与Peierls样转变有密切联系,但在强的位间交换存在下更好地表征为Mott转变。作为Mott物理学的结果,二聚M $_1$相中的能隙是温度依赖性的。电子温度的唯一增加会使间隙塌陷,这让人想起最近的实验。
2016-05-19 cond-mat.str-el