Spin-orbit coupling controlled ground states in the double perovskite iridates A2BIrO6 (A = Ba, Sr; B = Lu, Sc)
具有5个$d^4$电子构型的铱酸盐由于磁有序基态的报道而引起了最近的兴趣，尽管长期以来期望它们的强自旋轨道耦合将为每个Ir $^{5+}$离子产生$J = 0$电子基态。现有研究的主要焦点是双钙钛矿铱酸盐Ba $_2$ YIrO $_6$和Sr $_2$ YIrO $_6$，其中基态的性质（即有序与非磁性）仍有争议。在这里，我们提出中子粉末衍射，高能量分辨率荧光检测x射线吸收光谱相关双钙钛矿铱酸盐Ba $_2$ LuIrO $_6$，Sr $_2$ LuIrO $_6$，Ba $_2$ ScIrO $_6$，和Sr $_2$ ScIrO $_6$，使我们能够获得对这一系列材料的电子和磁性的一般理解。我们的HERFD-XAS和RIXS测量建立$J = 0$电子基态的Ir $^{5+}$离子在所有情况下，具有相似的Hund的耦合$J_{\rm H}$和自旋轨道耦合常数$λ_{\rm SOC}$的值。我们的体磁化率和μ子自旋弛豫数据没有发现长程磁序或自旋冻结的证据，但它们确实揭示了与非本征局部矩一致的弱磁信号。我们的研究结果表明，大的$λ_{\rm SOC}$的电子和磁基态实现在5 $d^4$双钙钛矿铱酸盐，这与传统的智慧同意的关键驱动力。
2022-09-16 cond-mat.str-el
The electronic structure of the high-symmetry perovskite iridate Ba2IrO4
本文报道了Ba-$_2$-IrO-$_4$（Ba-214）反铁磁（$T_N=230$ K）绝缘体的角分辨光电子能谱（ARPES）测量、密度泛函和模型紧束缚计算。Ba-214没有表现出其姊妹化合物Sr $_2$ IrO $_4$（Sr-214）中存在的IrO $_6$八面体的旋转畸变，因此是研究层状铱酸盐电子结构的有吸引力的参考材料。我们发现Ba-214和Sr-214的能带结构在性质上是相似的，暗示了自旋-轨道相互作用在这些材料中的主导作用。依赖于温度的ARPES数据表明，能隙持续远高于$T_N$，有利于莫特在斯莱特的情况下，这种化合物。
2013-10-08 cond-mat.str-el
Dimensionality controlled Mott transition and correlation effects in single- and bi-layer perovskite iridates
我们研究了Sr2IrO4和Sr3Ir2O7使用角分辨光电子能谱（ARPES），直接实验测定的细胞内和细胞间的耦合参数以及莫特相关性和间隙大小。结果与LDA+U+自旋轨道耦合（SOC）计算基本一致，但计算结果忽略了主要电子态的动量位置，也忽略了胞间耦合对Mott能隙大小的重要性。计算还忽略了相关诱导的光谱峰宽，这是关键的连接到从运输实验确定的活化能。这些数据表明，在这些5d过渡金属氧化物（TMO）的尺寸控制莫特过渡。
2012-10-22 cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transitions and non-Fermi Liquid Behaviors in 5d Perovskite Iridates
过渡金属氧化物，特别是3d或4d钙钛矿，提供了多种涌现的物理学，这些物理学源于各种自由度的耦合，例如自旋、晶格、电荷、轨道以及无序。5d钙钛矿形成了一个独特的类别，因为它们具有强的自旋-轨道耦合，这向系统引入了与带宽和库仑相关相当的附加能量尺度。新物理学包括新的杰夫= 1/2莫特绝缘体，金属-绝缘体转变，自旋液体，和拓扑绝缘体。在突出了Ruddlesden-Popper铱酸盐系列Srn+1 IrnO 3 n +1中出现的一些现象之后，我们专注于钙钛矿SrIrO 3的输运性质。使用各种衬底上的外延薄膜，我们表明，金属-绝缘体转变可以诱导钙钛矿SrIrO 3通过减少其厚度或施加压缩应变。由厚度减小驱动的金属-绝缘体转变是由于无序，但由压缩应变驱动的金属-绝缘体转变伴随着特殊的非费米液体行为，可能是由于关联、无序和自旋-轨道耦合之间的微妙相互作用。我们研究了各种理论框架，以了解非费米液体物理和金属绝缘体的转变，发生在SrIrO 3，并提供莫特-安德森-格里菲斯方案作为一个可能的解决方案。
2016-04-18 cond-mat.str-el
Hopping induced ground-state magnetism in 6H perovskite iridates
对元激发的研究促进了我们对控制物质大多数物理性质的多体物理学的理解。最近，自旋轨道激子引起了人们的广泛关注，其相变附近的凝聚体表现出希格斯模式振荡，这是一种长期寻求的物理现象[Nat. Phys. { \bf 13}，633（2017）]。这些临界转变点由竞争的自旋轨道耦合（SOC）、局部晶体对称性和交换相互作用引起，在基于铱的材料中并不明显，其中SOC通常占优势。在这里，我们提出的结果共振非弹性x射线散射自旋轨道液体Ba $_3$ ZnIr $_2$ O $_9$和其他三个6 H-六方钙钛矿铱酸盐显示磁性，相反的非磁性单重基态预期由于强SOC。我们的结果表明，大量的跳跃之间的紧密放置的Ir $^{5+}$离子内的Ir $_2$ O $_9$二聚体在这些6 H-铱酸盐，改变自旋-轨道耦合态并降低自旋-轨道激发能。在这里，我们被迫使用至少一个两个网站的模型，以匹配激发光谱去符合强内二聚体跳跃。除了SOC，低能量物理的铱酸盐因此严重依赖于跳跃，并且可能不会被忽略，即使是具有适度跳跃的系统，其中激发光谱可以使用原子模型来解释。在铱酸盐中通常发现的SOC为0.4-0.5~eV，对于6 H-体系，SOC实际上按比例缩小到$\sim$ 0.26~eV，维持了通过调节Ir-Ir分离来实现量子临界的希望。
2019-06-04 cond-mat.str-el
New Evidence for a Low-Temperature Magnetic Ground State in Double-Perovskite Iridates with Ir5+(5d4) Ions
本文报道了双钙钛矿结构的单晶Ba_2YIrO_6和Sr掺杂的含Ir ~（5+）（5d ~ 4）离子的Ba_2YIrO_6的反常磁基态。通过直流磁化强度、交流磁化率和热容测量，证实了1.7 K以下的长程磁序。观察到的磁序是非常微妙的，不能用低自旋S=1状态或自旋轨道相互作用（SOI）施加的单重态Jeff=0状态来解释。或者，磁性基态看起来与SOI一致，SOI与可比的Hund规则耦合和固有的大电子跳跃竞争，这不能稳定单线态Jeff=0基态。然而，这幅图是有争议的，并且在实验和理论研究中报道了这些材料的相互冲突的磁性行为，这突出了确定具有强SOI的材料的基态的相互作用的复杂相互作用。
2017-05-02 cond-mat.str-el
Spin-orbit effects in pentavalent Iridates: Models and materials
重5 $d$过渡金属氧化物，特别是铱酸盐的自旋轨道效应，由于预测以及实现了过多的奇异和非常规的磁性，已经收到了巨大的电流的兴趣。虽然这些工作的大部分是基于四价的铱酸盐（$d^5$），而扩展的5 $d$轨道的反直觉的绝缘状态被解释为调用强自旋轨道耦合，在铱酸盐的研究最近的追求已经转移到其他价的铱，其中五价的铱酸盐构成一个显着的代表。与四价铱酸盐相反，$d^4$系统中的自旋轨道纠缠电子被期望被限制在$J = 0$单重态，而没有任何合成的磁矩或磁响应。然而，最近已经预测，在$d^4$系统中的磁性可能通过跨自旋轨道耦合态的激发的磁凝聚而发生。事实上，Ir $^{5+}$体系的磁性无论从理论还是实验的角度都是有争议的。在这里，我们提供了一个全面的概述自旋-轨道耦合$d^4$模型系统及其影响的研究五价铱酸盐。特别是，我们在这里回顾了目前的实验和理论理解的双钙钛矿（$A_2B$ YIrO $_6$，$A =$ Sr，Ba，$B =$ Y，Sc，Gd），6 H-钙钛矿（Ba $_3M$ Ir $_2$ O $_9$，$M =$ Zn，Mg，Sr，Ca），后钙钛矿（NaIrO $_3$）和Hisperonal（Sr $_3$ MIrO $_6$）铱酸盐，以及一些需要进一步研究的开放性问题。
2021-08-09 cond-mat.str-el
Resonant X-ray scattering and the $j_{\mathrm{eff}}=1/2$ electronic ground state in iridate perovskites
研究了IrPDMATHABMM在自旋轨道Mott绝缘体$_{n+1}$ IrPDMATHABMP $_{3n+1}$（A=Sr，Ba，etc.）的计算使用单离子模型，该模型将自旋轨道和四重晶体场项在平等的基础上。发现自旋翻转通道中的RXMS和RIXS都显示出对磁矩方向的非平凡依赖性，$\boldsymbolμ$。至关重要的是，我们表明，在\emph{ab}平面的$\boldsymbolμ$，在L $_2$边缘的RXMS是零\emph{irrespective}的四重晶场;自旋翻转RIXS，相关的测量的磁振子，表现为零时，$\boldsymbolμ$在L $_2$是垂直于\emph{ab}平面。我们的研究结果提供了重要的见解，从虹彩的X射线数据的解释，包括$j_{\mathrm{eff}}=1/2$基态不能单独分配的基础上的L $_2$ /L $_3$强度比。
2013-08-01 cond-mat.str-el
Small moments without long-range magnetic ordering in the zero-temperature ground state of the double-perovskite iridate Ba$_2$YIrO$_6$
自旋-轨道耦合双钙钛矿铱酸盐Ba $_2$ YIrO $_6$与$d^4$占位的Ir被认为是非磁性$J=0$基态的候选材料。然而，Ba $_2$ YIrO $_6$中是否存在这种状态的问题在实验和理论研究中都引起了激烈的争论。在本研究中，我们重新讨论了这个问题，使用\textit{ab-initio}密度泛函结合动力学平均场理论来研究Ba $_2$ YIrO $_6$的磁性。为了达到基态，最近开发的杂质求解器直接在零温度下工作的张量积状态的基础上。我们发现Ba $_2$ YIrO $_6$在$T=0$ K和室温下都有一个很小的瞬时非零磁矩。我们没有观察到任何磁有序的证据，甚至在$T=0$ K下也没有。从计算的局域磁化率我们看到，量子涨落是非常强大的，有效地屏蔽了瞬时时刻。这种动态屏蔽，加上面心立方晶格中的挫折效应，可以导致几乎简并的磁基态，防止任何长程有序。
2022-07-05 cond-mat.str-el
Antiferromagnet-based spintronic functionality by controlling isospin domains in a layered perovskite iridate
斜反铁磁（AFM）绝缘体铱酸锶（Sr 2 IrO 4）的新电子态可以用自旋-轨道纠缠的同位旋Jeff = 1/2来描述，但对同位旋在输运现象中的作用还知之甚少。在这项研究中，反铁磁体为基础的自旋电子功能的证明，结合独特的特性的同位旋状态Sr 2 IrO 4。基于磁性和输运测量，通过操纵反铁磁同位旋畴获得了大的和高度各向异性的磁电阻（AMR）。第一性原理计算表明，电子的同位旋方向与面内净磁矩强耦合，当电子穿过反铁磁畴边界时，会遇到同位旋失配，从而产生高阻态。通过旋转一个磁场，对准平面内的净力矩和删除域边界，宏观有序的isospins管理动态传输通过系统，这导致了极其角度敏感的AMR。由于这项工作建立了强自旋-轨道耦合AFM Sr 2 IrO 4中的等自旋和磁输运之间的联系，因此独特的AMR效应为AFM自旋电子学的基础和应用研究提供了有益的基础。
2018-11-12 cond-mat.str-el
Dispersive Magnetic and Electronic Excitations in Iridate Perovskites Probed with Oxygen $K$-Edge Resonant Inelastic X-ray Scattering
共振非弹性X射线散射（RIXS）实验在铱酸钙钛矿{ \SIOS }和{ \SION }上的氧- $K$边缘处进行，揭示了在高达$\sim 0.8$ eV的能量范围内的一系列定义良好的色散模式。这些模式的动量依赖性及其与实验几何形状的变化使我们能够将它们中的每一个分配给特定的集体磁和/或电子激发过程，包括单和双磁振子，自旋轨道和电子空穴激子。因此，我们证明，分散的磁性和电子激发是可观察到的$K$边缘的存在下，在$5d$壳层的铱和Ir $5d$和O $2p$轨道之间的强杂化的自旋-轨道耦合，这证实和扩展的理论预期。更一般地说，我们的研究结果建立了$K$边缘RIXS的效用，用于研究在一系列$5d$材料中的集体激发，这些材料由于其新颖的磁性和电子性质而引起越来越多的关注。特别是O- $K$边缘的强RIXS响应为研究薄膜和由这些材料制成的异质结构中的集体激发提供了机会。
2017-12-19 cond-mat.str-el
Evolution of electronic and magnetic properties in a series of iridate double perovskites Pr$_{2-x}$Sr$_x$MgIrO$_6$ ($x$ = 0, 0.5, 1.0)
自旋轨道耦合（SOC）对5个$d$铱酸盐的磁性和电子性质起着至关重要的作用。本文对一系列Ir基双钙钛矿化合物Pr $_{2-x}$ Sr $_x$ MgIrO $_6$（$x$ = 0，0.5，1;以下简称PMIO，PSMIO 1505，PSMIO）的结构和物理性质进行了实验研究。有趣的是，这些化合物最近已被提出进行过渡的自旋轨道耦合莫特绝缘相在$x$ = 0难以捉摸的半金属反铁磁（HMAFM）状态与Sr掺杂在$x$ = 1。然而，我们详细的磁性和电学测量反驳了任何掺杂样品中任何一种HMAFM的可能性。此外，我们确定，在这些Pr $_{2-x}$ Sr $_x$ MgIrO $_6$双钙钛矿中，Ir氧化态的变化（PMIO的4+到PSMIO的5+，通过PSMIO 1505的混合4+/5+）导致显著不同的磁性行为。虽然SOC的Ir是在所有三个样品的观察到的绝缘行为的根源，这三种化合物的相关磁性能的发展完全是由于本地Ir时刻的贡献。此外，磁性Pr $^{3+}$（4 $f^2$）离子，而不是显示任何类型的排序，只有助于总的顺磁矩。可以看出，PrSrMgIrO $_6$样品不顺序下降到2 K，尽管反铁磁相互作用。但是，$d^5$铱酸盐Pr $_2$ MgIrO $_6$在14 K附近显示出尖锐的反铁磁（AFM）转变，而在混合价Pr $_{1.5}$ Sr $_{0.5}$ MgIrO $_…
2019-08-16 cond-mat.str-el
Complex magnetic properties in the mixed 4f -5d double perovskite iridates Ln2ZnIrO6 (Ln = Nd, Sm, Eu & Gd)
本文报道了一系列双钙钛矿化合物Ln $_2$ ZnIrO $_6$（Ln = Nd，Sm，Eu，Gd）的合成和磁性。这些化合物提供了双钙钛矿（通式A $_2$ BB 'O $_6$）的罕见情况的新实例，其在A位上具有磁性4f -离子，与在B亚晶格上的强自旋-轨道耦合的5d-过渡金属离子Ir $^{4+}$组合。我们讨论了不同稀土元素对宏观磁性的影响。Gd $_2$ ZnIrO $_6$和Eu $_2$ ZnIrO $_6$分别在T $_N$ = 23 K和T $_N$ = 12 K以下表现出弱的倾斜反铁磁有序. Sm $_2$ ZnIrO $_6$在T $_N$ = 13 K时具有反铁磁性. Nd $_2$ ZnIrO $_6$表现出复杂的磁性，具有强的场依赖性，从H = 0.01 T的两步行为到中间外场下的反铁磁基态和H $\geq$ 4 T的自旋翻转相，这表明Nd $^{3+}$和Ir $^{4+}$之间存在复杂的相互作用。为了进一步阐明这种磁相互作用，通过中子粉末衍射研究了Nd $_2$ ZnIrO $_6$的基态的磁结构。
2019-10-29 cond-mat.str-el
Revisiting the Kitaev material candidacy of Ir4+ double perovskite iridates
具有重要的键定向伊辛相互作用的量子磁体，即所谓的Kitaev材料，最近在寻找奇异自旋液体状态方面引起了极大的关注。在这里，我们提出了一套全面的测量，使我们能够调查的晶体结构，Ir $^{4+}$单离子特性，和磁基态的双钙钛矿铱酸盐La $_2B$ IrO $_6$（$B$ $=$ Mg，Zn）和$A_2$ CeIrO $_6$（$A$ $=$ Ba，Sr）与一个大的最近邻距离$>$ 5埃之间的Ir $^{4+}$离子。$_2$ CeIrO-$_6$的中子粉末衍射数据可以精确到立方空间群Fm $\bar{3}$ m，而其他三个体系的特征是弱的单斜结构畸变。尽管在这些材料中的Ir $^{4+}$离子所经历的非立方晶场的变化，X射线吸收光谱和共振非弹性X射线散射是一致的$J_{\rm eff}$ $=$ 1/2时刻在所有情况下。此外，中子散射和共振磁X射线散射表明，这些系统主机A型反铁磁秩序。这些电子和磁性基态与具有显着反铁磁Kitaev交换的面心立方磁体的预期一致，这表明将磁性离子间隔开可能是一个有前途的设计原则，用于发现额外的Kitaev材料。
2019-02-05 cond-mat.str-el
Phase coexistence and negative thermal expansion in the triple perovskite iridate Ba$_{3}$CoIr$_{2}$O$_{9}$
用高分辨同步辐射衍射研究了3 - 5 $d$基三钙钛矿铱酸盐Ba $_{3}$ CoIr $_{2}$ O $_{9}$的反常热膨胀.在107 K的磁结构转变以下，反铁磁有序的开始与六方结构的单斜畸变相关联。在磁有序状态的更深处，单斜相的一部分甚至进一步扭曲，这两种结构相共存到最低测量温度。我们观察到负热膨胀在这个阶段共存制度，这似乎是密切相关的温度驱动的这些单斜相的相对分数。在这个系统中观察到的显着的NTE可能是由磁交换伸缩驱动，并与一些系统具有显着的自旋轨道相互作用。
2020-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface States of Perovskite Iridates AIrO$_3$; Signatures of Topological Crystalline Metal with Nontrivial $\mathbb{Z}_2$ Index
人们在实现具有非平凡表面态的拓扑金属相方面做出了越来越多的努力。有人建议，斜方晶系钙钛矿铱酸盐被归类为拓扑晶体金属（TCM）与平面的晶格对称性保护的表面状态。在这里，我们对外延稳定的斜方钙钛矿铱酸盐进行了第一原理电子结构计算。值得注意的是，两种不同类型的拓扑表面状态被发现取决于表面方向。在侧表面上，由晶格对称性保护的平坦表面状态出现，表现出拓扑晶体特征。另一方面，在顶面上，出现了意想不到的狄拉克锥，表明受时间反演对称性保护的表面态，这一点通过非平凡拓扑$\mathbb{Z}_2$指数的存在得到了证实。这些结果表明，斜方晶铱酸盐是独特的系统，表现出晶格和全球对称性保护的拓扑相和表面状态。本文还讨论了向弱和强拓扑绝缘体的跃迁以及角分辨光电子能谱对表面态的影响。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic excitations in double perovskite iridates La$_{2}$$\mathit{M}$IrO$_{6}$ ($\mathit{M}$ = Co, Ni, and Zn) mediated by 3$\mathit{d}$-5$\mathit{d}$ hybridization
通过在Ir $\mathit{L_{\mathrm{3}}}$边缘进行共振非弹性X射线散射（RIXS）测量，我们研究了一系列双钙钛矿铱酸盐单晶La $_{2}$ $\mathit{M}$ IrO $_{6}$（$\mathit{M}$ = Co，Ni，and Zn）中的低能元激发。在含有磁性3 $\mathit{d}$离子La $_{2}$ CoIrO $_{6}$和La $_{2}$ NiIrO $_{6}$的晶体中，分别观察到了$\sim$ 42（6）meV和$\sim$ 35（5）meV的几乎无色散的磁激发。相反，这种低能量的磁激发是不存在的La $_{2}$ ZnIrO $_{6}$中，其中3 $\mathit{d}$离子是非磁性的，这表明3 $\mathit{d}$ -5 $\mathit{d}$杂化这些双钙钛矿铱酸盐的磁性的重要性。在磁有序温度以上，磁激发被完全抑制，这表明使用简单的自旋哈密顿量来描述这些材料的磁性是不够的。
2022-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Slater Insulator in Iridate Perovskites with Strong Spin-Orbit Coupling
钙钛矿SrIrO 3是一种奇异的窄带金属，由于自旋轨道耦合（SOC）和电子-电子关联的强度的汇合。已经提出，拓扑和磁绝缘相可以通过调整SOC、Hubbard相互作用和/或晶格对称性来实现。在此，我们报道了在高压下合成的SrIr 1-xSnxO 3钙钛矿中，用等价的Sn 4+取代Ir 4+，导致在TN > 225 K时金属-绝缘体转变为反铁磁（AF）相。通过X射线衍射检测到的晶胞体积的连续变化和通过TN冷却时比热的λ形转变证明金属-绝缘体转变是二级的。中子粉末衍射结果表明，Sn取代扩大了八面体位畸变，降低了相对于自旋-自旋交换相互作用的SOC，并导致在TN以下的G型AF自旋有序。高温磁化率的测量显示了Sn取代样品中典型的弱巡回电子磁性的顺磁相的磁耦合的演变。磁有序相的结构对称性降低导致TN以下布里渊区边界处的电子能隙开口，其方式与斯莱特提出的方式相同。
2017-10-04 cond-mat.str-el
Unveiling the magnetic ground states in the iridate double perovskite Pr(2-x)SrxMgIrO6 (x = 0 and 0.5) series
ISIS Neutron and Muon Source, STFC, Rutherford Appleton Laboratory（STFC 卢瑟福·阿普尔顿实验室 ISIS 中子与μ子源）；School of Materials Science, Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学促进协会材料科学学院）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）；University of Johannesburg（约翰内斯堡大学）
通过磁学、热力学和中子粉末衍射研究，揭示Pr(2-x)SrxMgIrO6系列在14.5K和6K的反铁磁相变，确定Pr和Ir的价态，并通过中子粉末衍射确定磁基态和磁矩。
2026-03-23 cond-mat.str-el
Epitaxial growth and antiferromagnetism of Sn-substituted perovskite iridate SrIr$_{0.8}$Sn$_{0.2}$O$_3$
由于其晶格、电荷和自旋自由度之间的强相互作用，5D铱酸盐已经显示出大量的涌现现象，因此薄膜形式在自旋电子学应用中的潜力被高度利用。在这里，我们有外延稳定的钙钛矿型SrIr $_{0.8}$ Sn $_{0.2}$ O $_3$ [001] SrTiO $_3$衬底上通过脉冲激光沉积和系统地表征的结构，电子和磁性。物理性质的测量解开了一个绝缘的基态与弱铁磁性的压缩应变外延膜。通过同步加速器X射线衍射鉴定八面体旋转模式，分辨$a^+b^-c^-$和$a^-b^+c^-$结构域的混合。X射线磁共振散射直接证明了磁序的G型反铁磁结构和弱铁磁性的自旋倾斜性质。
2019-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge transfer energy in iridates: a hard x-ray photoelectron spectroscopy study
我们用硬X射线光电子能谱学研究了含$^{4+}$或$^{5+}$的双钙钛矿晶体结构中铱酸盐的电子结构。实验价带光谱可以很好地再现使用紧束缚计算，包括只有Ir $5d$，O $2p$和O $2s$轨道的参数的基础上的密度泛函能带结构的结果向下折叠。我们发现，无论A和B阳离子，A $_2$ BIRO $_6$铱酸盐具有基本上为零的O $2p$到Ir $5d$的电荷转移能量。因此，双钙钛矿铱酸盐是非常共价的系统，其结果是磁交换相互作用变得非常长，从而阻碍了长期寻求的Kitaev物理学的实现。尽管如此，它仍然有可能实现一个自旋液体系统，使用铱酸盐与各种竞争交换相互作用的适当调整。
2020-05-25 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
Two-dimensional ${J}_{\rm eff}$ = 1/2 antiferromagnetic insulator unraveled from interlayer exchange coupling in artificial perovskite iridate superlattices
本文报道了在[（SrIrO $_3$）$_1$，（SrTiO $_3$）$_m$ ]（$m$ = 1，2，3）超晶格中通过改变层间交换耦合对二维${J}_{\rm eff}$ = 1/2反铁磁莫特绝缘体的实验研究.尽管所有样品都表现出具有长程磁序的绝缘基态，但与温度相关的电阻率测量显示，$m$ = 2和$m$ = 3样品的绝缘行为比$m$ = 1样品更强，$m$ = 1样品在磁性转变处显示出明显的扭结。这种差异表明，过量的SrTiO $_3$层的阻挡作用增强了有效的电子-电子关联，并强化了Mott相。Neel温度从$m$ = 1的150 K显著降低到$m$ = 2的40 K，表明前者中的长程序稳定性由大量的层间交换耦合增强。共振x射线磁散射表明，层间交换耦合具有可切换的符号，取决于SrTiO $_3$层数$m$，以保持倾斜诱导的弱铁磁性。在$m$ = 2和$m$ = 3之间的几乎不变的转变温度表明，我们已经实现了一个二维的反铁磁体在有限的温度与减少层间交换耦合。
2017-08-01 cond-mat.str-el
Semimetal and Topological Insulator in Perovskite Iridates
二维层状钙钛矿结构的Sr 2 IrO 4被认为是一种自旋-轨道莫特绝缘体，由于强的自旋-轨道耦合，Hubbard相互作用在J_{eff} = 1/2的窄能带上被放大.另一方面，三维正交钙钛矿（Pbnm）SrIrO 3保持金属性。为了了解金属态的物理起源和可能的过渡到绝缘相，我们构建了一个紧束缚模型SrIrO 3。能带结构具有由低于费米能级的J_{eff} = 1/2带组成的线节点。因此，磁有序的不稳定性被抑制，系统保持金属性。这个线节点，起源于下面的晶体结构，变成一对三维节点的交错的潜在或自旋轨道耦合强度交替层之间的引入。将该电势增加到超过临界强度会引起向强拓扑绝缘体的转变，随后是向正常带绝缘体的另一转变。我们提出，材料构造与交替Ir-和Rh-氧化物层沿（001）方向，如Sr 2 IrRhO 6，是一个强的拓扑绝缘体的候选人。
2012-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kitaev materials beyond iridates: order by quantum disorder and Weyl magnons in rare-earth double perovskites
受稀土双钙钛矿实验的启发，我们提出了一个广义的Kitaev-Heisenberg模型来描述稀土矩的Kramers'二重态之间的一般相互作用。我们对这种新模型的平均场相图进行了系统的分析。在相图中，存在具有连续U（1）或O（3）简并度的大区域。由于没有对称性的模型保护这样一个连续的简并，我们预测，量子涨落升降机的连续简并有利于各种磁序的相图。从这个顺序的量子无序机制，我们进一步预测，所产生的有序相的磁激发的特点是几乎无隙的伪戈德斯通模式。我们发现在一定磁序下存在外尔磁振子激发。我们希望我们的预测能启发Kitaev物理的进一步研究，量子无序现象和拓扑自旋波模式在稀土磁体和类似的系统。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic excitations in a three-orbital model for the strongly spin-orbit coupled iridates: Effect of mixing between the J=1/2 and 3/2 sectors
本文提出了一种研究层状钙钛矿铱酸盐中自旋波激发的三轨道模型方法，它提供了磁激发和电子能带结构的统一描述。计算出的自旋波色散与现实的三带参数是非常好的协议与RIXS数据的铱酸盐，包括强AF区边界色散的单层化合物$\rm Sr_2 Ir O_4$和大的各向异性间隙的双层化合物$\rm Sr_3 Ir_2 O_7$。RIXS自旋波数据显示，提供的证据之间的J=1/2和3/2部门在这两种化合物的混合。
2016-12-26 cond-mat.str-el
Two iridates, two models, two approaches: a comparative study on magnetism in 3D honeycomb materials
最近的两项理论工作研究了Kitaev相互作用在新观察到的超蜂窝状（$β$ -Li $_2$ IrO $_3$）和带状蜂窝状（$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$）铱酸盐中的无公度磁序中的作用。每一项工作都使用对比方法（经典与软自旋分析）分析了不同的模型（$JKΓ$与耦合锯齿链模型）。这些作品之间缺乏共性，这就排除了有意义的比较和对这些不寻常的顺序的正确理解。在这项研究中，我们完成了未完成的图片，这两个作品通过解决这两个模型，两种方法都为3D蜂窝虹膜。通过模型、技术和材料的所有组合之间的比较，我们发现键各向同性$JKΓ$模型一致地预测了$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的实验相，而无论使用何种方法，$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$的实验相都可以通过本征模混合的软自旋方法产生，而无论使用何种模型。为了获得进一步的见解，我们解决了一个1D量子自旋链模型相关的两个3D模型使用密度矩阵重整化群方法，形成一个基准。我们发现，在一维模型中，在经典和软自旋分析中的非公度关联生存在量子极限中，只有在存在的$JKΓ$模型中发现的非对角交换$Γ$。这些结果的真实材料的相关性进行了讨论。
2015-06-22 cond-mat.str-el
Relationship between A-site Cation and Magnetic Structure in 3d-5d-4f Double Perovskite Iridates Ln2NiIrO6 (Ln=La, Pr, Nd)
我们报告了一个全面的调查Ln 2NiIrO 6（Ln = La，Pr，Nd）使用热力学和输运性质，中子粉末衍射，共振非弹性X射线散射，和密度泛函理论（DFT）计算调查的作用，A-网站的阳离子的磁相互作用在这个家庭的混合3d-5d-4f组合物。使用中子衍射的磁结构测定揭示了反铁磁性的La 2NiIrO 6，共线亚铁磁Ni/Ir状态，被驱动到长程反铁磁性的Nd排序后，在Nd 2NiIrO 6的发病，和非共线亚铁磁Ni/Ir亚晶格互穿的铁磁性Pr晶格Pr 2NiIrO 6。对于Pr 2NiIrO 6热容量的结果揭示了存在两个独立的磁性亚晶格和运输电阻率表示绝缘行为和热介导的传导途径。第一性原理DFT计算阐明了Pr 2NiIrO 6中两个独立的磁性亚晶格的存在，并提供了对La 2NiIrO 6和Nd 2NiIrO 6的行为的深入了解。共振非弹性X射线散射是一致的自旋-轨道耦合分裂的t2 g流形的八面体Ir 4+到杰夫= 1/2和杰夫= 3/2状态的所有成员考虑的系列。
2021-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-induced nonsymmorphic symmetry breaking and removal of Dirac semimetallic nodal line in an orthoperovskite iridate
通过使用异质外延生长的组合，基于同步辐射X射线衍射和第一性原理计算的结构细化，我们表明，在拓扑半金属钙钛矿SrIrO 3的Dirac线节点可以简单地通过施加外延约束解除。特别地，狄拉克能隙在不破坏Pbnm镜像对称的情况下打开。在凭借的对称性破坏分析，我们表明，原来的对称性保护有关的n-滑移操作，可以选择性地打破不同的异质外延结构。这种对称性保护使节线成为非对称狄拉克半金属态。研究结果揭示了晶体对称性在自旋-轨道耦合相关氧化物中的重要作用，为实验实现拓扑绝缘体在铱基异质结构中的应用奠定了基础.
2016-03-08 cond-mat.str-el
Spin-orbital excitons and their potential condensation in pentavalent iridates
研究了具有强自旋轨道耦合的五价Ir $^{5+}$（$5d^4$）离子在铱绝缘体中的磁激发.我们得到了一个微观模型的基础上本地Ir $^{5+}$多重态涉及$J=0$（单线态），$J=1$（三线态），和$J=2$（五重态）的自旋轨道状态。在层状钙钛矿和双钙钛矿中，特别是Ba $_2$ YIrO $_6$中，我们得到了磁性离子在正方形和面心立方（fcc）结构上的多重态之间的有效相互作用。此外，我们推导出一个有效的自旋轨道哈密顿的键玻色子和探索可能的不稳定性对磁和四极有序。此外，我们研究了电荷激发与变分集团微扰理论的帮助下，计算的电子电荷间隙作为跳跃和库仑相互作用的函数。基于电子和磁性相图，我们验证了激子磁性的可能性，由于自旋轨道激子凝聚在Ir $^{5+}$铱酸盐。
2019-01-07 cond-mat.str-el
Doping effects on the magnetic frustration in the honeycomb iridates
我们研究了注入到蜂窝状铱酸盐样品Na 2 IrO 3中的磁性和磁性杂质的掺杂效应。这两种掺杂的结果在改变的有序温度以及居里-外斯温度的母体样品作为增强的晶格挫折，筛选的Ir原子和自旋轨道效应，反映在磁化率和比热测量的结果。我们的研究结果得到了证实，通过详细的比较研究各种磁性和磁性杂质原子，有显着的影响，不同的电子性质的掺杂化合物。
2020-01-03 cond-mat.str-el
Robustness of basal-plane antiferromagnetic order and the $J_{eff}=1/2$ state in single-layer iridate spin-orbit Mott insulators
用X射线共振磁散射（XRMS）研究了层状钙钛矿Ba_2IrO_4的磁结构和电子基态。我们的结果进行了比较与Sr2IrO4，我们提供了补充数据，其磁结构。我们发现，占主导地位的，长程反铁磁秩序是非常相似的两种化合物，并在Ba2IrO4的电子基态，推导出的XRMS $L_3/L_2$强度比的调查，是一致的$J_{eff}=1/2$描述。这两个关键的电子性能的强大性的Ba和Sr类似物之间的相当大的结构差异进行了讨论的增强作用的自旋轨道相互作用在5D过渡金属氧化物。
2012-12-24 cond-mat.str-el
Frustration, strain and phase co-existence in the mixed valent hexagonal iridate Ba$_{3}$NaIr$_{2}$O$_{9}$
利用详细的同步辐射衍射，磁化，热力学和输运测量，我们调查的混合价的Ir，晶格应变和由此产生的结构和磁基态的几何阻挫三重钙钛矿铱酸盐Ba $_{3}$ NaIr $_{2}$ O $_{9}$之间的关系。我们观察到一个复杂的晶格应变和结构相共存之间的相互作用，这是在这个家庭的化合物中通常观察到的形成鲜明对比。低温磁基态的特点是长程序的情况下，从一个扩展的制度的短程磁关联指向凝聚的集群玻璃态。
2021-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exotic Magnetism and Spin-Orbit Assisted Mott Insulating State in a $3d-5d$ Double Perovskite
利用中子粉末衍射和体磁化研究了Ca $_2$ MnReO $_6$双钙钛矿的磁结构，发现Mn的磁矩[ $4.35(7)$ $μ_B$ ]与小Re磁矩[$0.22(4)$ $μ_B$]呈正交排列. $Ab$ -initio电子结构计算表明，Re $5d$电子的强自旋-轨道耦合与相对适度的原位库仑排斥（$U_{eff}^{Re} \gtrsim 0.6$ eV）相结合足以使该材料绝缘。这是一个罕见的例子自旋轨道辅助莫特绝缘体以外的领域的虹膜，具有显着的磁性。
2018-02-08 cond-mat.str-el
Correlation effects and hidden spin-orbit entangled electronic order in parent and electron-doped iridates Sr$_2$IrO$_4$
高T $_c$铜酸盐的类似物长期以来一直在过渡金属氧化物中寻找。由于强的自旋-轨道耦合（SOC），$5d$钙钛矿铱酸盐Sr $_2$ IrO $_4$表现出与铜酸盐非常相似的低能电子结构。超导态是否存在，就像铜氧化物一样，需要理解相关的自旋轨道纠缠电子态。最近的实验发现，在母体和电子掺杂的铱酸盐中隐藏着秩序，其中一些与铜酸盐有惊人的相似之处，包括费米表面口袋，费米弧和赝能隙。本文研究了从能带理论导出的五轨道模型中的关联效应和无序效应。我们发现，实验观察结果是一致的$d$波自旋轨道密度波顺序，打破了一个联合的双重自旋轨道旋转的对称性，其次是晶格平移。当电子在Ir原子之间跳跃时，由于自旋过程，存在Berry相和元胞自旋通量，类似于量子自旋霍尔绝缘体中的位间SOC。相关的交错循环$J_\text{eff}=1/2$自旋电流可以通过自旋电子学中的自旋电流检测的先进技术来探测。这种电子秩序可以自发地从空间扩展的铱$5d$轨道之间的位间库仑相互作用中出现，将金属态转变为电子掺杂的准2D狄拉克半金属，这对最近的实验所建议的可能的超导态具有重要意义。
2017-10-25 cond-mat.str-el
CaIrO3 post-perovskite, a j = 1/2 quasi-one-dimensional antiferromagnet
5d 5铱酸盐CaIrO 3与MgSiO 3的后钙钛矿相是同构的，最近显示出在地球下部地幔的极端压力下发生。因此，它可以作为后钙钛矿MgSiO 3的类似物，在环境条件下进行各种测量，或者使用传统的多砧压力模块进行测量。通过多参考组态相互作用计算，我们在这里提供的化学键和磁相互作用的CaIrO 3的基本信息。我们预测一个大的反铁磁超交换的120毫电子伏沿c轴，相同的大小与铜氧化物超导体中的相互作用，和铁磁耦合小一个数量级沿a。CaIrO 3因此可以被看作是一个j = 1/2的准一维反铁磁体。虽然这与共振x射线衍射提出的条纹状磁结构定性一致，但从我们的研究中出现的详细微观图像，特别是t2 g组分的高度不均匀混合物，为共振非弹性x射线散射实验提供了明确的预测。
2012-05-25 cond-mat.str-el
Magnetic ground state of distorted 6H perovskite Ba$_3$CdIr$_2$O$_9$
六方结构的六方铱酸盐由于自旋轨道耦合（SOC）、跳跃、非立方晶场（$Δ_{CFE}^{NC}$）和Ir $_2$ O $_9$二聚体内的超交换能标度之间的竞争而呈现出多种基态的可能性。在这里，我们研究了一个这样的化合物Ba $_3$ CdIr $_2$ O $_9$的x-射线衍射，直流磁化率（$χ$），热容（$C_p$）和${}^{113}$镉核磁共振（NMR）光谱。我们已经建立了磁性基态有一个小的，但有限的磁矩的Ir $^{5+}$在这个系统中，这可能是由于内二聚体Ir-Ir跳跃和本地晶体畸变。我们的热容量，NMR和直流磁化率测量进一步排除了任何类型的磁性长/短程排序之间的Ir矩下降到至少2K。此外，磁热容量数据显示在低温下施加高场（$>$ 30 kOe）的线性温度依赖性，这表明在化合物中的无隙自旋态密度。
2019-08-14 cond-mat.str-el
Unraveling the nature of magnetism of the 5$\boldsymbol{d^4}$ double perovskite Ba$_2$YIrO$_6$
本文报道了双钙钛矿结构Ba $_2$ YIrO $_6$的电子自旋共振（ESR）谱。一般来说，由于Ir $^{5+}$（5 $d^4$）离子的自旋和轨道动量的强耦合，这种材料预计是可折叠的。然而，有争议的实验报告，无论是强反铁磁性与静态秩序在低温下或只是一个弱顺磁性行为引发了讨论的普遍接受的情况下，强自旋轨道耦合基态的5 $d^4$铱酸盐和出现一个新的奇异的磁性状态的崩溃。我们的数据表明，所研究的材料的磁性仅仅是由于百分之几的Ir $^{4+}$和Ir $^{6+}$磁缺陷，而定期的Ir $^{5+}$网站保持不变。值得注意的是，在$T\lesssim 20$ K的ESR谱中，缺陷Ir $^{6+}$物种表现出磁相关性，这表明最近的理论所提出的双prevoskites中的超交换的长程特征。
2018-06-11 cond-mat.str-el
Nature of the magnetism of iridium in the double perovskite Sr2CoIrO6
本文报道了铱酸盐双钙钛矿Sr $_2$ CoIrO $_6$的磁性研究，它是一种名为Ir $^{5+}$ Van Vleck $J_{eff}=0$系统.在$L_{2,3}$边缘使用X射线吸收（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）光谱，我们发现磁矩的轨道贡献几乎为零，因此$J_{eff}=0$基态明显击穿。通过在$L_{2,3}$边缘进行XAS和XMCD实验，并通过进行详细的全原子多重态计算来模拟所有光谱，我们发现该化合物由约90%的Ir $^{5+}$（$J_{eff}=0$）和Co $^{3+}$（$S=2$）以及10%的Ir $^{6+}$（$S=3/2$）和Co $^{2+}$（$S=3/2$）组成。该少数Ir $^{6+}$组分的磁信号几乎与主要Ir $^{5+}$组分的磁信号同样强。我们推测在该化合物中Ir $^{5+}$ -Co $^{3+}$和Ir $^{6+}$ -Co $^{2+}$构型之间存在竞争。
2019-06-07 cond-mat.str-el
$J_{eff}$ states in a quasi one dimensional antiferromagnetic spin chain hexagonal Iridates Sr$_3$MIrO$_6$ (M=Mg, Zn, Cd): an $ab-initio$ comparative perspective
本文采用第一性原理密度泛函理论，对比研究了SOC对三种六方钙钛矿Sr$_3$MIrO$_6$电子与磁性质的影响，发现Sr$_3$MgIrO$_6$需依赖SOC打开带隙，属于典型的SOC Mott绝缘体且更接近原子$j_{eff}=\ rac{1}{2}$图像。
2024-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of the structural, magnetic and electronic properties of the triple perovskite Ba$_{3}$CoIr$_{2}$O$_{9}$
我们报告了三重钙钛矿铱酸盐Ba $_{3}$ CoIr $_{2}$ O $_{9}$的全面调查。在室温下稳定于六方$P6_{3}/mmc$对称性，该系统在磁相变时转变为单斜$C2/c$对称性。在温度进一步降低时，系统部分地扭曲到甚至更低的对称性（$P2/c$），这两种结构上不同的相共存到最低的测量温度。从中子衍射数据确定的磁性结构表明，弱倾斜的反铁磁结构，这也是支持第一性原理计算。理论表明Ir $^{5+}$具有有限的磁矩，这也与中子数据一致。这表明避免了假定的PDMATHAMT状态。测量的热容，电阻噪声和介电敏感性都指向一个高度相关的Ba $_{3}$ CoIr $_{2}$ O $_{9}$系统的基态的稳定。
2020-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature-dependent magnetic anisotropy from directional-dependent interactions
从理论上研究了高温顺磁相自旋模型的磁各向异性。利用高温展开，我们表明，伊辛型方向相关的相互作用引起的磁各向异性，它依赖于温度为$\propto T^{-5}$。这种现象是由各向异性交换相互作用引起的，与vanVleck磁化率等轨道效应不同。结果表明，虽然磁化强度的二次项有利于指向沿键的自旋，磁化强度的四阶项更倾向于指向垂直方向的自旋。该理论被应用到蜂窝晶格和立方晶格模型，这是潜在的相关钙钛矿铱酸盐的海森堡-Kitaev模型。我们发现，在这些模型中，各向异性项的二次抵消，和领先的顺序磁各向异性来自第四阶的贡献。结果表明，方向相关相互作用的各向异性导致了$\langle100\rangle$磁各向异性。这些结果可能与重过渡金属氧化物如铱酸盐有关。还讨论了利用磁矩测量的各向异性相互作用的大小的实验观察。
2016-11-30 cond-mat.str-el
Comparative studies of low temperature X-ray diffraction experiments on R2Ir2O7 (R = Nd, Eu, and Pr)
用高分辨X射线衍射实验研究了烧绿石型铱氧化物R2 Ir 2 O 7（R = Nd，Eu，Pr）的立方对称性，以阐明金属-绝缘体转变（MIT）与拉曼散射实验所揭示的小结构相变之间的关系.我们发现，只有在低于MIT（T_MIT = 34 K）时，Nd_2 Ir_2 O_7才出现10^-3埃量级的小的负热膨胀，从而导致Ir磁矩的长程序的磁体积效应。然而，三个虹彩酸盐的立方对称性的任何破缺都没有观察到超晶格反射的出现，也没有观察到低于T_MIT的立方反射的分裂。这些结果意味着，降低立方对称性在这些化合物的电子状态的变化中起着次要的作用，而形成的特殊安排的Ir时刻起着重要作用的MIT。
2014-12-11 cond-mat.str-el
A charge density wave-like instability in a doped spin-orbit-assisted weak Mott insulator
层状钙钛矿铱酸盐实现了一类罕见的莫特绝缘体，被预测为强自旋-轨道耦合的铜酸盐高温超导体的母态类似物。最近在掺杂Sr $_2$ IrO $_4$中发现的赝隙、磁多极有序和可能的$d$波超导相加强了单层变体之间的这种类比。然而，与双层铜酸盐不同，在掺杂的双层铱酸盐Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$中没有报道电子不稳定性。在这里，我们表明，Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$实现了一个弱的莫特态，没有铜酸盐类似物，通过使用超快时间分辨的光学反射率揭示其绝缘间隙和反铁磁性之间的密切联系。然而，我们检测到一个微妙的电荷密度波的费米面不稳定性金属电子掺杂的Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$在温度（$T_{DW}$）接近200 K通过其集体模式的相干振荡，这让人想起观察到的铜酸盐。衍射、扫描隧穿和基于光电发射的探针中没有任何低于$T_{DW}$的新空间周期性的特征表明了这种密度波阶的非常规和可能的短程性质。
2017-01-18 cond-mat.str-el
Strong Pseudospin-Lattice Coupling in Sr3Ir2O7: Coherent Phonon Anomaly and Negative Thermal Expansion
与铜酸盐的相似性使铱酸盐成为研究超导性的一个有趣的潜在平台。同样吸引人的是它们令人费解的复杂内在相互作用。在这里，我们报告了一个超快光学光谱调查的相干声子模式Sr 3 Ir 2 O 7，双层Ruddlesden-Popper钙钛矿铱酸盐。在低于Néel温度（TN）的情况下，我们清楚地观察到A1 g光学声子（ν = 4.4 THz）的异常，这归因于赝自旋-晶格耦合（PLC）。值得注意的是，我们发现PLC是低温下的主要相互作用，并且我们直接测量PLC系数为λ = 150 +/- 20 cm-1，这比锰氧化物（< 2.4 cm-1）高两个数量级，并且与CuO（50 cm-1，先前已知的最强PLC或自旋-晶格耦合（SLC））相当。此外，我们发现，强PLC诱导各向异性负热膨胀。我们的研究结果突出了PLC在虹膜酸盐中的关键作用，并揭示了与铜酸盐的另一个有趣的相似性。
2019-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unusual layered order and charge disproportionation in double perovskite Ca2FeMnO6
虽然双钙钛矿A2 BB 'O 6，如果有序的话，通常形成具有棋盘B/B'排序的岩盐型结构，但令人惊讶的是，Ca 2FeMnO 6在其钙钛矿结构中具有交替的FeO 2和MnO 2层。在这里，我们证明，使用密度泛函计算，这种不寻常的分层有序促进，并在很大程度上帮助，正式的Fe 4+离子的Fe 3 +-Fe 5+电荷反离子化（CD），否则将在常见的岩盐结构中受挫。为了进一步验证的重要作用的CD稳定这种分层有序，我们进行了比较研究的同质结构的Ca 2 TiMnO 6，它有一个简单的Ti 4 +-Mn 4+状态的CD。我们的计算表明，Ca 2 TiMnO 6，而不是更喜欢标准的岩盐结构的层状。因此，我们的研究表明，CD和离子排序的类型之间的非平凡的相互作用，并证明，CD是强烈参与稳定的不寻常的层状秩序的Ca 2FeMnO 6。
2018-04-27 cond-mat.str-el
Universal behavior of transition temperatures Vs residual resistivity in Mn site doped La-Ca-Mn-O perovskites
我们在这里讨论的局部结构和/或局部磁耦合的性质对Mn位取代的La-Ca-Mn-O钙钛矿的电输运性质的作用的比较研究。特别强调的是正在探索的绝缘体-金属过渡（TIM）和剩余电阻率（rhoo）取代后的强相关性。在所讨论的化合物中，ro和TIM之间存在反比关系。对于所研究的化合物，TIM Vs ro最适合于一级指数衰减，其函数形式为TIM = TIMO + Aexp（-rhoo/t），而不是幂律。有一个以前的报告，其中类似的相关性的情况下，稀土取代的锰氧化物已被归因于安德森型电子本地化。在Mn位取代的La-Ca-Mn-O钙钛矿中，无论取代元素的电子、磁性和化学性质如何，在ro和TIM之间观察到的“普遍行为”都需要严格的理论研究。
2003-03-19 cond-mat.str-el
Magnetic frustration in the cubic double perovskite Ba2NiIrO6
混合过渡金属氧化物由于其多自由度（$e.g.$、晶格、电荷、自旋和轨道）和多功能性质而继续吸引人们的注意。在这里，我们调查的磁性和电子性质的新合成的双钙钛矿Ba $_2$ NiIrO $_6$，使用晶体场理论，超交换模型分析，密度泛函计算，并行回火蒙特卡罗（PTMC）模拟。结果表明，$_2$ NiIrO $_6$具有$^{2+}$（$t_{2g}^{6}e_{g}^{2}$）-$^{6+}$（$t_{2g}^{3}$）电荷态.第一近邻（1 NN）Ni $^{2+}$ -Ir $^{6+}$离子更倾向于铁磁（FM）耦合，正如Goodenough-Kanamori-Anderson规则所预期的那样，这与Ba $_2$ NiIrO $_6$中的实验反铁磁（AF）顺序相矛盾。我们发现，强2NN AF耦合fcc亚晶格中受挫，他们发挥了重要作用，在确定所观察到的AF基态。我们还证明了自旋轨道耦合诱导的$J_{\rm eff}$ = 3/2和$J_{\rm eff}$ = 1/2态，这在低维（例如，层状）铱酸盐，然而对于立方Ba $_2$ NiIrO $_6$不是这种情况。我们的PTMC模拟表明，当考虑长程（2NN和3 NN）AF相互作用时，将得到一个$T_{\rm N}$ = 66 K的AF跃迁，与实验值51 K相当.同时，我们提出了Ba $_2$ NiIrO $_6$可能的2 $\times…
2022-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit coupled j=1/2 iridium moments on the geometrically frustrated fcc lattice
受La 2 ZnIrO 6和La 2 MgIrO 6双钙钛矿结构实验的启发，我们研究了三维几何阻挫面心立方晶格上自旋轨道耦合j=1/2铱磁矩的磁性.最大允许的最近邻相互作用包括Heisenberg，Kitaev和对称非对角交换。一个Luttinger-Tisza分析显示了丰富的各种订单，包括共线A型反铁磁性，条纹顺序与沿[111]方向的时刻，和无公度非共面螺旋，我们使用蒙特卡罗模拟，以确定其磁有序温度。我们认为，这些铱酸盐的现有热力学数据强调了占主导地位的Kitaev交换的存在，并且还提出了为什么La 2 ZnIrO 6表现出“弱”铁磁性而La 2 MgIrO 6却不表现出“弱”铁磁性的难题的解决方案。
2015-07-10 cond-mat.str-el
Converged GW quasiparticle energies for transition metal oxide perovskites
准粒子（QP）能量的从头计算是一个技术和计算上具有挑战性的问题。在凝聚态物理中，最广泛使用的确定QP能量的方法是GW近似。虽然GW方法已广泛应用于许多典型的半导体和绝缘体，但其应用于更复杂的化合物如过渡金属氧化物钙钛矿的情况相对较少，并且从技术角度来看，其正确使用尚未得到很好的确立。在这项工作中，我们将单次激发G0 W0方法应用于一组代表性的过渡金属氧化物钙钛矿，包括3d（SrTiO 3、LaScO 3、SrMnO 3、LaTiO 3、LaVO 3、LaCrO 3、LaMnO 3和LaFeO 3），4d（SrZrO3、SrTcO3和Ca2RuO4）和5d（SrHfO3、KTaO3和NaOsO3）化合物具有不同的电子构型、磁有序性，结构特征和带隙范围为0.1至6.1 eV。我们讨论了在单激发G0W0内获得良好收敛的QP能量和准确带隙的适当程序，通过比较基于特定参数集（带数、平面波展开的能量截止和k点数）的增量变化的常规方法以及基集外推方案[Phys.Rev.B90，075125（2014）]。此外，我们还考察了在GW计算中采用范数守恒势和超软势之间的差异。一个最小的统计分析表明，与DFT间隙的GW数据的相关性比与实验间隙的相关性更强大，此外，我们确定的静态介电常数作为替代有用的参数GW间隙的近似在高吞吐量的自动程序。最后，我们计算了QP能带结构和光谱内的随机相位近似，并与现有的实验数…
2018-01-26 cond-mat.str-el
Doping induced Mott collapse and the density wave instabilities in (Sr$_{1-x}$La$_x$)$_3$Ir$_2$O$_7$
从Mott绝缘相到高温超导性的路径遇到了一组丰富的非常规现象，涉及绝缘体到金属的转变（IMT），如涌现的电子秩序和赝能隙，最终影响库珀对的凝聚。理解这些现象的起源的一个巨大障碍是难以接近母态的掺杂水平。最近，钙钛矿铱酸锶的J $_{eff}$ =1/2 Mott态揭示了与铜酸盐有趣的相似之处，其优点是它提供了独特的Mott转变途径。在这里，我们利用这种可访问性来研究的IMT和附近可能的电子顺序在电子掺杂的双层铱酸盐（Sr $_{1-x}$ La $_x$）$_3$ Ir $_2$ O $_7$。使用光谱成像扫描隧道显微镜，我们图像的La掺杂剂的顶部以及层间SrO平面。令人惊讶的是，我们发现一个不成比例的分布在这些层与层间层La是主要负责的IMT，从而揭示了不同的网站依赖性的影响掺杂剂的双层系统的电子性能。此外，我们发现由电子掺杂产生的两个电子秩序的共存：一个单向的电子秩序与伴随的结构畸变;和本地共振态形成棋盘状图案被La捕获。这提供了证据表明，多个电荷顺序可能同时存在于莫特系统中，即使只有一个带穿过费米能量。
2019-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imprinted atomic displacements drive spin-orbital order in a vanadate perovskite
本文通过在YVO$_3$同构衬底不同晶面上沉积外延薄膜实现原子位移方向性印迹，发现其能驱动不同的自旋-轨道序模式，为超越传统应变工程的材料设计提供了新途径。
2024-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of p-d and d-d charge transfer transitions in rare-earth perovskite manganites
我们对母体钙钛矿锰氧化物RMnO_3的光学响应进行了理论和实验研究，主要目的是阐明其清晰可见的光学特性。从一个简单的集群模型的方法，我们解决了单中心（p-d）和双中心（d-d）的电荷转移（CT）的转变，它们的极化特性，结构参数，轨道混合和自旋自由度所起的作用。用椭圆偏振法测量了RMnO_3（R=La，Pr，Nd，Sm，Eu）单晶样品在1.0 ~ 5.0eV光谱范围内，E \parallel c和E \perp c两种偏振态下的光学复介电函数。对\varepsilon _1和\varepsilon _2的光谱行为的比较分析被认为提供了更可靠的光谱特征分配。我们发现实验光谱和基于单中心p-dCT跃迁和位间d-dCT跃迁理论的理论预测之间的总体协议。实验数据和理论分析表明，名义化学计量比的钙钛矿锰氧化物RMnO_3的介电带隙具有双重性质，它是由禁戒或弱偶极允许的p-dCT跃迁和位间d-dCT跃迁叠加而成。实际上，在Zaanen，Sawatzky，Allen方案中，母体钙钛矿锰氧化物RMnO_3既不应归类为CT绝缘体，也不应归类为Mott-Hubbard绝缘体。
2010-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Distinct magnetic ground states of $R_2$ZnIrO$_6$ ($R$ = La and Nd) determined by neutron powder diffraction
双钙钛矿铱酸盐$A_2$ ZnIrO $_6$（$A$ =碱金属或镧系元素）表现出从弱铁磁性到连续反铁磁性转变的复杂磁性行为。在这里，我们报告的静态（$dc$）和动态（$ac$）的磁化率，和中子粉末衍射测量$A$ = La和Nd化合物，以阐明磁基态。低于10 K时，$A$ = La化合物最好描述为反铁磁体排列中的倾斜铱矩，传播矢量\textbf{k} = 0，沿$c$轴有净铁磁分量。另一方面，在低于$T_\mathrm{N} \sim$ 17 K时，NdPDMATHABMT $_6$被描述为传播矢量\textbf{k} =（1/2~1/2~0）的反铁磁体。散射从Nd和Ir磁性亚晶格都需要描述的数据，都被发现几乎完全位于$ab$平面内。$Dc$磁化率揭示了Nd-$_2$-ZnIrO $_6$在低于$\sim$ 13 K的零场冷却和场冷却曲线之间的分叉。$ac$磁化率排除了玻璃态，但详细的磁性等温线显示在13 K以下环打开。这些结果表明，在这一系列化合物中，Dzyaloshinskiii-Moriya、晶场方案和$d$ - $f$相互作用之间存在微妙的平衡。
2021-02-02 cond-mat.str-el
