Spin and orbital excitations in magnetic insulators with Jahn-Teller ions
研究了一个模型哈密顿量的元激发，该模型哈密顿量描述了简单的两重简并Hubbard哈密顿量与Hund规则耦合的低能行为。在平均场极限和两个网站的方法的相图揭示了丰富的各种相位的轨道和自旋自由度的顺序。我们发现，除了通常的自旋波（磁振子）也存在轨道波（轨道），最有趣的是，在一个完全铁磁耦合系统中，一个组合的自旋轨道激发，它可以被视为一个束缚态的磁振子和轨道。对于一个完全退化的系统的束缚态被发现是最低的躺在基本激发，无论是在一个和两个维度。最后，我们将我们的治疗几乎退化系统。这可以作为一个例子，轨道简并强关联电子系统中的基元激发通常具有自旋和轨道特性。
1998-02-13 cond-mat.str-el
Competition of Orbital Antiferromagnetism With Q-Triplet-Pairing in the Ferromagnetic Superconductor UGe$_2$
在一个多组分BCS框架内，我们研究了强铁磁背景下各种CDW和SC序参量的共存和竞争。我们发现，竞争的非常规CDW，也被称为轨道反铁磁体，SC在有限的动量（${\bf Q}$ -三重配对）显示出独特的特性，如极端的敏感性上的偏离嵌套。我们认为，在UGe $_2$的压力创建偏离嵌套和报告的相图与所观察到的行为UGe $_2$定性协议。
2003-06-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-orbital frustration in pyrochlores A2Mo2O7
采用完全相对论密度泛函理论结合在位排斥（U）方法研究了钼系高温超导体A2 Mo 2 O 7的电子和磁性，重点研究了自旋玻璃绝缘材料Y2 Mo 2 O 7.我们发现在大U绝缘区，系统的不同磁态之间存在着特殊的能量竞争。传统的海森堡反铁磁交换作用的几何阻挫模型不能解释这种磁竞争。通过对广义自旋模型的分析，我们发现有效自旋相互作用不同于简单的海森堡形式，在自旋空间中具有强的各向异性。我们还发现，它们引起激烈的竞争之间的反铁磁态和铁磁态。磁相互作用的复杂形式表明了轨道自由度的关键作用。通过对一个三轨道哈伯德模型的分析，阐明了在4d 2电子组态中，磁竞争通过自旋-轨道相互作用与轨道阻挫密切相关.结果挑战了传统的自旋玻璃行为的图片，属性的起源纯粹的反铁磁交换相互作用的几何挫折。
2013-11-06 cond-mat.str-el
Orbital Competition in Bilayer Graphene's Fractional Quantum Hall Effect
研究双层石墨烯最低朗道能级中$n=0$与$n=1$轨道的竞争，发现其敏感依赖于粒子-空穴不对称性与Lamb移位，并确定了支持非阿贝尔准粒子的偶分母FQH态的$n=1$轨道稳固出现的条件。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong competition between orbital-ordering and itinerancy in a frustrated spinel vanadate
在凝聚态物理中，从定域电子行为到巡游电子行为的转换与许多有趣的现象有关。本文研究了尖晶石系统Mn $_{1-x}$ Co $_x$ V $_2$ O $_4$从定域到巡游态的过渡。在低Co掺杂下，V3+离子上的局域电子的轨道顺序（OO）通过触发四重态畸变来抑制磁挫挫。随着Co掺杂，电子巡回熔化OO和抑制结构相变，而减少的自旋-晶格耦合产生磁阻挫。中子散射测量和第一性原理指导的自旋模型表明，在高Co掺杂的非共线态是由削弱的局部各向异性和增强的Co-V自旋相互作用。
2015-07-17 cond-mat.str-el
Magnetic and orbital ordering in cuprates and manganites
本文介绍了在具有简并e_g轨道的过渡金属氧化物中，由于双交换（DE）和超交换（SE）引起的磁相互作用和轨道相互作用的机制。具体地说，我们研究了自旋S=1/2和S=2时，KCuF_3中d^9离子和LaMnO_3中d^4离子的有效自旋轨道模型。这些模型的特征在于三种基本激发：自旋波、轨道波和自旋-轨道波。Cu^{2+}（d^9）离子之间的SE相互作用本质上是受抑制的，这导致了一种新的三维自旋液体机制。Mn^{3+}（d^4）离子间的自旋电子能解释了LaMnO_3中与轨道序共存的A型反铁磁序。与此相反，在掺杂锰氧化物中观察到的铁磁金属相和各向同性自旋波可以用简并e_g轨道的DE解释。结果表明，虽然LaMnO_3铁磁面中空穴不与自旋激发耦合，但轨道激发改变了相干空穴传播的能量尺度，并引起谱重的大幅度重新分布。最后，我们指出了目前对掺杂锰氧化物的认识中存在的一些问题。
2000-12-01 cond-mat.str-el
Competition between spin fluctuations in Ca$_{2-x}$Sr$_{x}$RuO$_{4}$ around $x=0.5$
在有效Ru $t_{2g}$轨道Hubbard模型的基础上，在无规相位近似下，研究了$0.5\leq x \leq 2$中Ca $_{2-x}$ Sr $_{x}$ RuO $_{4}$在顺磁态下的电荷和自旋扇区的静态磁化率.我们发现$x=0.5$模型中$\boldq=(0,0)$和$\boldq\sim(0.797π,0)$周围的几种自旋涨落模被强烈增强。这种增强是由于$d_{xy}$轨道的电子结构的旋转诱导的修改（即，带宽的平坦化和费米能级附近态密度的增加）。我们还发现，与$x=0.5$模型相比，$\boldq=(0,0)$模型的铁磁自旋涨落变得更强，而$\boldq=(0,0)$和$\boldq\sim (π,0)$附近的自旋涨落模之间的竞争减弱;在该模型中，$d_{xy}$轨道的范霍夫奇异性（vHs）位于费米能级上.这些结果表明，$d_{xy}$轨道的vHs的位置，这是由取代Ca的Sr控制，是一个参数来控制这种竞争。我们建议，周围的$\boldq=(0,0)$和$\boldq\sim (π,0)$的$d_{xy}$轨道的自旋涨落在$x=0.5$周围的电子态中发挥重要作用，而不是接近通常的莫特跃迁，所有的电子被本地化的临界。
2013-05-09 cond-mat.str-el
Halogen control of magnetic competition in Kitaev candidate Ru$X_3$ ($X =$ Cl, Br)
Tohoku University（东北大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；Chiba University（千叶大学）
研究通过第一性原理计算构建有效赝自旋模型，探究卤化物对Ru$X_3$磁竞争的调控，发现RuBr$_3$万尼尔轨道更扩展、层间交换作用更强，轨道依赖库仑各向异性减小能量差，阐明了卤化物取代控制磁竞争的机制。
2026-07-15 cond-mat.str-el
The Jahn-Teller theorem for 3d ions and their compounds
与通常只在轨道空间中考虑3d离子化合物的Jahn-Teller定理相反，我们指出它必须在自旋轨道空间中考虑。尽管原子内自旋轨道耦合很弱。这篇论文的直接动机是最近的一个错误的主张。96（2006）027201论文指出，3d 6组态的高自旋t2 g4 eg 2态不是Jahn-Teller活性态。
2006-04-07 cond-mat.str-el
Orbital effects in manganites
本文对锰氧化物巨磁电阻的一些性质作了简要的评述，并与轨道自由度有关。存在于大多数这些化合物中的Mn{3+}离子具有双轨道简并性，并且是强Jahn-Teller离子，导致结构扭曲和轨道有序。机制导致这种秩序的简短讨论，并在不同部分的锰氧化物的相图中的轨道自由度的作用进行了描述。特别注意的是低掺杂系统（掺杂0.1 - 0.25），过掺杂系统（x > 0.5）的性能，并在最佳掺杂的铁磁金属锰氧化物的一种新型的轨道排序的可能性。
2001-04-26 cond-mat.str-el
Phase transitions in the Hubbard model for the bismuth nickelate
采用动力学平均场论和连续时间量子Monte Carlo方法，研究了镍酸铋的哈伯德模型的低温性质，其中考虑了镍离子的简并轨道和铋离子的单轨道.讨论了吸引相互作用对铋离子跳价现象的影响。我们证明了如何对热波动的电荷和磁有序状态是稳定的。进一步阐明了铁磁有序态和轨道有序态在低温下由于轨道简并的存在而稳定。金属和绝缘状态之间的交叉进行了讨论。
2016-04-20 cond-mat.str-el
Orbital structure and magnetic ordering in stoichiometric and doped crednerite CuMnO2
采用GGA+U近似下的从头算能带结构计算方法，研究了层状体系CuMnO 2（矿物钙钛矿）和非化学计量体系Cu1.04Mn0.96O2（由于Mn ~（3+）离子的轨道有序性而使三角层结构发生畸变）中的交换作用和磁结构.对Mn平面内和Mn平面间的海森堡模型的交换相互作用参数进行了估算。我们解释所观察到的面内磁结构的主导机制相邻的锰离子之间的直接d-d交换。通过O离子与90度Mn-O-Mn键的超交换对面内交换起的作用较小。层间耦合主要由Mn 3+的半填充3z^2-r^2轨道之间的一个交换路径控制。计算结果还解释了层间耦合从纯CuMnO_2中的反铁磁性到掺杂材料中的铁磁性的变化。
2014-01-19 cond-mat.str-el
Orbital effects in manganites
我们回顾了锰氧化物中与轨道自由度有关的一些方面。这些化合物中的Mn $^{3+}$离子具有双轨道简并性，是强Jahn-Teller离子，引起结构畸变和轨道有序。我们讨论了有序机制和轨道顺序的后果。低能态的额外简并性和化学键对轨道空间取向的极端敏感性导致了各种竞争性相互作用。这常常导致经典有序态的挫败和量子效应的增强。简要讨论了巨磁电阻锰氧化物金属相的量子涨落和相关的理论模型，包括共振轨道键的出现。
2002-06-05 cond-mat.str-el
Degenerate orbital effect in a three orbital periodic Anderson model
Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida效应与近藤效应之间的竞争是周期Anderson模型研究的中心课题。利用密度矩阵嵌入理论，研究了三轨道周期Anderson模型，讨论了局域磁矩、电子数和自旋-自旋关联函数对简并导电轨道的影响.从半填充时的相图中，我们发现存在两个不同的反铁磁相和一个顺磁相。为了探索两种反铁磁相的区别，我们考虑了费米面的拓扑结构以及与标准周期Anderson模型的联系。自旋-自旋关联函数揭示了Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用与Kondo相互作用之间的竞争。我们进一步发现，在不同的杂化强度比之间存在着“标度变换”。
2019-06-25 cond-mat.str-el
G-type antiferromagnetism and orbital ordering due to the crystal field from the rare-earth ions induced by the GdFeO_3-type distortion in RTiO_3 with R=La, Pr, Nd and Sm
本文从理论上研究了LaTiO_3反铁磁有序的起源和令人困惑的性质以及钙钛矿型钛酸盐的磁相图。结果表明，在LaTiO_3中，GdFeO_3型结构中的La阳离子最终使t_{2g}简并度升高，从而产生一个近似三角对称的晶场。这使得用单能带哈伯德模型描述LaTiO_3的低能结构成为一个很好的出发点。最低轨道占据稳定了AFM（G）态，很好地解释了中子散射实验得到的LaTiO_3自旋波谱。R=Pr，Nd和Sm的RTiO_3的轨道-自旋结构也由同样的机制解释。指出GdFeO_3型畸变通过产生R晶场，与文献中忽略的Jahn-Teller机制竞争，在决定钙钛矿化合物的轨道-自旋结构方面具有普遍意义。由于GdFeO_3型畸变是一种普遍现象，在大量的钙钛矿化合物中可以看到，这种机制也可能在这类化合物中发挥重要作用。
2003-12-11 cond-mat.str-el
KAgF3: quasi-one-dimensional magnetism in three-dimensional magnetic ions sublattice
用全势线性化增广平面波方法研究了Jahn-Teller畸变钙钛矿结构KAgF_3的电子结构和磁性。结果发现，KAgF 3具有显着的准一维反铁磁性与交换常数之比jJ？j（垂直于z轴）和J（沿z轴）约为0.04，虽然磁性离子的子晶格是三维的。这种强的准一维反铁磁现象来源于Ag ~（2+）4d ~ 9离子的C-反铁畸变轨道有序。KAgF_3的轨道有序反铁磁绝缘态在很大程度上是由在位库仑排斥决定的。
2011-05-10 cond-mat.str-el
Nodal gap structure in Fe-based superconductors due to the competition between orbital and spin fluctuations
为了理解BaFe $_2$（As，P）$_2$中节隙结构的起源，我们基于三维十轨道哈伯德模型，考虑四极相互作用，研究了三维节隙结构.在这个模型中，强自旋和轨道的波动发展通过使用随机相位近似。通过求解Eliashberg能隙方程，我们得到了类空穴费米面和类电子费米面之间由于强自旋（轨道）涨落而发生（不发生）符号反转的完全能隙s波态，即$s_\pm$波（$s_{++}$ -wave）态.当自旋和轨道涨落都强烈发展时，在正交相附近，我们得到了$s_{++}$波和$s_\pm$波交叉区的节s波态.在类电子费米面上，由于k空间中的吸引力和排斥力的竞争，所得到的节点s波态具有环形节点。相比之下，由于轨道涨落，类孔费米表面上的SC间隙是完全带隙的。本文解释了实验观察到的BaFe $_2$（As，P）$_2$各向异性能隙结构的主要特征。
2013-06-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant inelastic x-ray scattering operators for $t_{2g}$ orbital systems
我们推导出一般表达式的共振非弹性X射线散射（RIXS）运营商的$t_{2g}$轨道系统，表现出丰富的阵列的非常规磁性所产生的未淬灭的轨道时刻。在快速碰撞近似，这是有效的，特别是4 $d$和5 $d$过渡金属化合物与短的核心-空穴寿命，RIXS运营商表示的组成离子的总自旋和轨道角动量。然后，我们将这些运营商映射到赝自旋表示自旋轨道纠缠的磁矩在系统中具有强的自旋轨道耦合。我们的理论的应用，如铱酸盐和铼酸盐的系统进行了讨论，特别侧重于基于$d^4$离子与Van Vleck型双基态的化合物。
2017-07-21 cond-mat.str-el
The Jahn-Teller theorem for the 3d magnetic ions
我们认为，Jahn-Teller定理，如果适用于3D离子化合物，必须考虑在轨道+自旋空间。尽管原子内自旋轨道耦合很弱。
2000-06-14 cond-mat.str-el
Phase competitions in epitaxial Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_3$/La$_{0.5}$Sr$_{0.5}$MnO$_3$ superlattices
用共振软X射线衍射研究了电荷有序绝缘Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_3$和铁磁金属La $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ MnO $_3$超晶格中的电荷轨道有序。一个温度依赖的不可逆性被发现在轨道顺序。此外，观察到一个大的滞后现象，这是由绝缘电荷有序和金属铁磁态之间的相位竞争造成的。没有磁性相变观察到相反，散装，确认的独特性质的超晶格。从相称的轨道顺序的偏差可以直接相关的有序层厚度的减少，导致沿c轴的轨道有序平面的去耦。
2013-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of nonmagnetic substituents Mg and Zn on the phase competition in the multiferroic antiferromagnet MnWO4
研究了Mg 2+和Zn 2+离子取代Mn 2+（S = 5/2）对多铁性阻挫反铁磁体MnWO 4的结构、磁性和介电性能的影响。采用固相法制备了Mn 1-xMgxWO 4和Mn 1-xZnxWO 4（0<x<0.3）固溶体多晶样品，并通过X射线衍射、中子衍射、磁化强度和介电常数测量对其进行了表征。Mg和Zn的替代产生非常相似的效果。MnWO 4的Neel温度TN、AF 3-到AF 2的磁相变温度T2和临界铁电温度Tc = T2在掺杂后降低。在最低温度（T = 1.5 K），无公度的磁性结构为x（Mg）= 0.15和x（Zn）= 0.15对应于一个正弦的自旋排列或椭圆形的自旋螺旋相类似的极性AF 2结构中观察到MnWO 4。这些发现进行了讨论，考虑的Mg和Zn取代的晶格和MnWO 4的自旋交换网络的影响。
2010-12-01 cond-mat.str-el
Orbital and spin physics in LiNiO2 and NaNiO2
考虑过渡金属离子和负离子的库仑作用，推导了过渡金属离子（Ni^{3+}）三角晶格中过渡金属离子（O^{2-}）通过90度超交换相互作用的自旋轨道哈密顿量.在自旋轨道模型中导出的相互作用强烈受挫，最强的轨道相互作用选择不同的轨道对镍离子沿三个不同的晶格方向。在平均场论所支持的轨道有序相中，自旋-轨道相互作用可以通过破坏由强得多的轨道相互作用产生的U（1）对称性并恢复晶格的三重对称性而发挥重要作用。因此，有效的磁交换是不均匀的，包括铁磁和反铁磁自旋相互作用。由于铁磁相互作用仍然占主导地位，这还不能充分解释的磁性秩序的缺乏和磁化率的化学计量比LiNiO_2的低温行为。LiNiO_2和NaNiO_2物理性质的差异主要是由于Ni-O-Li-O-Ni键的共价性较低，导致LiNiO_2的面间超交换较弱，在超交换和Jahn-Teller耦合之间存在较强的面内竞争时，不足以稳定轨道长程序。
2005-07-07 cond-mat.str-el
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
Intrinsic electronic phase separation and competition between $G$-type, $C$-type and $CE$-type charge and orbital ordering modes in Hg$_{1-x}$Na$_x$Mn$_3$Mn$_4$O$_{12}$
本研究合成了Hg$_{1-x}$Na$_x$Mn$_3$Mn$_4$O$_{12}$钙钛矿，发现其在临界掺杂下出现$G$型与电荷无序型态的电子相分离，揭示了电荷转移与畸变耦合驱动极性基态的机制，为设计新型铁电材料提供指导。
2024-10-11 cond-mat.str-el
An effective spin-orbital Hamiltonian for the double perovskite Sr$_2$FeW O$_6$: Derivation of the phase diagram
我们制定了绝缘双钙钛矿化合物，如Sr $_2$ FeWO $_6$的超交换理论。在哈伯德模型的强耦合极限下，导出了d电子在Fe和W离子上的有效自旋轨道哈密顿量。相关的自由度是自旋S=2和Fe $^{2+}$ -离子的三重轨道简并度。通过四阶微扰展开将W-位点积分出来。磁和轨道有序的基态的有效哈密顿n作为模型参数的函数进行了讨论。我们表明，这些参数的实际值的基态是反铁磁，实验观察到的。所发现的有序是由111个铁磁平面反铁磁地排列而成的II型有序。轨道级能量尺度比自旋级能量尺度小一个数量级。
2003-02-14 cond-mat.str-el
$d-p$ model and spin-orbital order in the vanadium perovskites
采用多带$d-p$模型和非限制Hartree-Fock近似，研究了三维VO $_3$晶格的电子结构和自旋轨道有序。本研究的主要目的是测试简单的$d-p$模型，部分填充$3d$轨道（在钒离子）和$2p$轨道（在氧离子），是否能够正确地再现在钒钙钛矿中观察到的非平凡共存的自旋轨道顺序。指出多带$d-p$模型必须包含钒离子的部分填充$e_g$轨道。结果表明，弱自掺杂作为一个重要的修正超出了离子模型和再现可能的基态与破坏的自旋轨道对称性的钒离子：无论是$C$型交替轨道顺序伴随着$G$型反铁磁自旋顺序，或$G$型交替轨道顺序伴随着$C$型反铁磁自旋顺序。在实验中观察到这两种状态，并在YVO $_3$中相互竞争，而在LaVO $_3$中只观察到后者。轨道秩序是由扬-泰勒效应引起的氧扭曲的特殊模式引起和稳定的。与耗时的\textit{ab-initio}计算相比，使用$d-p$模型的计算非常快，并且应该被视为在固态物理中非常有用的，只要仔细选择参数。
2018-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Formation of orbital molecules on a pyrochlore lattice induced by A-O bond covalency
在烧绿石配合物In $_2$ Ru $_2$ O $_7$中，自旋-轨道纠缠与分子轨道形成之间存在着微妙的竞争。在室温下，发现了一个自旋-轨道纠缠的单重态。随着温度的降低，In $_2$ Ru $_2$ O $_7$经历了多次结构转变，最终在烧绿石晶格上形成了半孤立的Ru $_2$ O基元的基态.通过Ru-O-Ru键的主要跳跃导致Ru $_2$ O单元内的分子轨道形成。这种分子轨道的形成是独特的，因为它涉及O $^{2-}$阴离子，不像在具有共边八面体的系统中观察到的过渡金属二聚体。我们认为In-O键的共价性在结构转变和分子轨道形成中起着关键作用，“$A$ -site”离子的这种成键特性是复杂过渡金属氧化物中电子相竞争的重要因素。
2021-11-09 cond-mat.str-el
Competitions of magnetism and superconductivity in FeAs-based materials
利用数值非限制性Hartree-Fock方法，我们研究了描述新发现的FeAs基超导体的双轨道模型的基态。我们观察到$(0, π)$模自旋密度波的竞争和超导电性随掺杂浓度的变化。在电子掺杂侧可能存在磁性和超导性共存的小区域。超导配对是自旋单线态、轨道偶态和混合s $_{xy}$ + d $_{x^{2}-y^{2}}$波（偶宇称）。
2008-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Competition between heavy-fermion and Kondo interaction in isoelectronic A-site ordered perovskites
随着目前的研究工作转向4 $d$和5 $d$过渡金属氧化物，了解电子和磁性结构的演变，因为人们远离3 $d$材料是至关重要的。在这里，我们进行X射线光谱和电子结构计算的$A$ -网站有序钙钛矿与铜的$A$ -网站和$B$ -网站下降沿第9族的周期表，以阐明新兴的性能作为$d$ -轨道从部分填充3 $d$，4 $d$，5 $d$。结果表明，当从Co降到Ir时，电荷从Cu上的类铜酸根Zhang-Rice态转移到B位的t $_{2g}$轨道.当Cu $d$ -轨道占据接近Cu $^{2+}$极限时，在CaCu $_3$ Rh $_4$ O $_{12}$中得到混合价态，在CaCu $_3$ Ir $_4$ O $_{12}$中得到重费米子态.研究d-电子化合物映射到竞争RKKY和近藤相互作用的f-电子系统开发的Doniach相图。
2015-01-07 cond-mat.str-el
Exchange Interaction in Binuclear Complexes with Rare Earth and Copper Ions: A Many-Body Model Study
用多体模型哈密顿量研究了稀土铜异双核配合物的磁性基态性质。我们已经考虑了所有的对角排斥涉及稀土4f和5d轨道和铜3d轨道。此外，我们还考虑了直接交换相互作用、稀土原子能级的晶场分裂和4f轨道的自旋轨道相互作用。我们已经确定了轨道间的$4f$排斥，U $_{ff}$和晶体场参数，$Δ_f$作为关键参数参与控制的类型之间的交换相互作用的稀土$4f$和铜的三维自旋。我们在参数空间U $_{ff}$，$Δ_f$，自旋轨道相互作用强度$λ$和填充n $_f$的$4f$中研究了基态的性质.我们发现，这些体系的基态自旋随稀土离子$4f$能级的填充而呈现低自旋或高自旋的变化，基态自旋与U $_{ff}$和$Δ_f$密切相关.在半填充（Gd（III））的情况下，我们发现一个可重入的低自旋状态，作为U $_{ff}$的增加，为小值的$Δ_f$，这解释了最近报道的Gd（III）-自由基络合物的明显的异常反铁磁行为。通过改变U $_{ff}$，我们还观察到其他填充物的基态自旋的切换。我们引入了一个自旋-轨道耦合方案，它超越了L-S或j-j耦合方案，我们发现自旋-轨道耦合并没有显著改变基本图像。
2001-12-12 cond-mat.str-el
Orbital ordering and frustrations
轨道有序在许多含Jahn-Teller离子的过渡金属化合物中存在，并在这些材料中起着重要作用。与此同时，轨道简并系统中的交换相互作用本质上是受挫折的，即使在具有简单晶格的材料中也是如此。我们讨论了这种挫折的起源，考虑在详细的材料与过渡金属离子的立方和三角晶格。我们还讨论了这类系统的基态的可能类型，例如，无序的轨道液体和由于无序机制的有序化。
2003-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopic studies on the electronic and magnetic states of Co-doped perovskite manganite Pr0.8Ca0.2Mn1-yCoyO3 thin films
我们利用各种光谱技术研究了Co掺杂Pr_（0.8）Ca_（0.2）MnO_3薄膜的电子和磁性。X射线吸收光谱和硬X射线光电子能谱分析表明，取代的Co离子处于二价态，导致Mn原子上的空穴掺杂。X射线磁性圆二色性的元素选择性磁性的研究发现了一个大的轨道磁矩的钴离子。这些光谱研究表明，取代的Co离子发挥几个角色的空穴掺杂的Mn，铁磁超交换耦合之间的Co 2+和Mn 4+离子，和轨道磁性的Co 2+离子。这些复杂的相互作用之间的竞争产生了独特的电子和磁性行为，包括Co掺杂的Pr0.8Ca0.2MnO3的高介电常数。
2013-11-12 cond-mat.str-el
Orbital Ordering and Orbital Fluctuations in Transition Metal Oxides
总结了具有轨道简并度的立方过渡金属氧化物自旋轨道模型中磁阻挫相互作用的一些特征。一个通用的二聚化的趋势，发现已经在退化的哈伯德模型，确认为$t_{2g}$，但不是$e_g$系统。在$t_{2g}$的情况下，量子轨道波动更明显，并有助于不同的磁性和轨道状态之间的更强的竞争。因此，在某些未掺杂的$t_{2g}$系统中存在轨道液态，而在锰氧化物中这种状态只能通过掺杂来触发。
2003-03-06 cond-mat.str-el
Orbital Floquet Engineering of Exchange Interactions in Magnetic Materials
我们提出了一个新的方案，通过使用周期性驱动器操纵轨道自由度来控制两个磁性离子之间的自旋交换相互作用。我们讨论两种不同的协议轨道Floquet工程。在一种情况下，我们修改了介导两个过渡金属离子之间的磁相互作用的配体轨道的性质。而在另一种情况下，我们混合了每个磁性离子的d轨道。在对比以前的工作Floquet工程的磁性能，本计划利用交流斯塔克位移的交换过程中所涉及的国家。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Arrangements and Magnetic Interactions in the Quasi-One-Dimensional Cuprates ACuMoO_4(OH) (A = Na, K)
用水热法合成了一种新的自旋为1/2的准一维反铁磁体KCuMoO_4（OH）。KCuMoO_4（OH）和已知的Na-类似物NaCuMoO_4（OH）的晶体结构是同型的，在共边CuO_4（OH）_2八面体中包含Cu^{2+}离子链。尽管结构相似，但它们的磁性却大不相同，因为携带自旋的d_{x2-y2}轨道排列不同。对于NaCuMoO_4（OH），d_{x2-y2}轨道通过两个桥氧离子通过超交换耦合连接，在链中产生铁磁最近邻相互作用J_1为-51 K，反铁磁次近邻相互作用J_2为36 K。而KCuMoO_4（OH）中的d_{x2-y2}轨道为交错排列，仅通过一个桥氧离子产生超交换耦合，使得J_1反铁磁高达238 K，而J_2可忽略不计。这两个同型化合物之间的比较表明，在确定铜酸盐的磁性的轨道安排的重要作用。
2015-05-20 cond-mat.str-el
Strongly coupled charge, orbital and spin order in TbTe$_{3}$
我们报告了一个基态强耦合的磁性和电荷密度波通过介导的层状化合物\tbt的轨道有序。除了相称的反铁磁（AFM）和电荷密度波（CDW）的订单，观察到新的磁峰的传播矢量等于AFM和CDW的传播矢量的总和，揭示了一个复杂的和高度energies的关系。考虑到磁性和电荷序位于晶体结构的不同层中，其中Tb $^{3+}$离子的高度局部化磁矩在Tb-Te叠层中形成网，而电荷序由相邻Te-Te层的传导电子形成，这是特别有趣的。基于中子衍射和共振X射线散射的研究结果表明，Tb $^{3+}$离子的电荷和磁性子系统通过轨道有序化相互影响。
2020-12-02 cond-mat.str-el
Spin-lattice and magnetoelectric couplings enhanced by orbital degrees of freedom in polar magnets
通过引入轨道自由度来调节自旋和晶格之间的相互作用，可以提高体系的强磁电效应，即实现磁序和铁电序之间的有效耦合。然而，由于轨道简并驱动的Jahn-Teller效应很少与极化耦合，因此仅在少数磁电材料中考虑了轨道涨落的影响。在这里，我们探讨了自旋-晶格耦合在多铁性Swedenborgites与混合价和Jahn-Teller活性过渡金属离子的堆叠三角形/Kagome晶格使用红外和介电光谱。一方面，在CaBa $M_4$ O $_7$（$M$ = Co，Fe）中，我们观察到强磁序引起的声子频率的移动和相应的介电响应的大的变化。值得注意的是，作为自旋-声子耦合的一种不寻常的表现，自旋涨落在磁相变处使声子寿命降低一个数量级。另一方面，晶格振动，介电响应，和电极化的强度没有表现出变化的Néel温度的CaBaFe $_2$ Co $_2$ O $_7$，这是建立在轨道单重态离子。我们的研究结果提供了一个展示的轨道自由度增强磁电耦合通过的例子Swedenborgites。
2023-01-09 cond-mat.str-el
Ordering of hidden multipoles in spin-orbital entangled 5$d^{1}$ Ta chlorides
在5个$d$轨道中，电子的自旋-轨道耦合高达半eV，通常会导致形成自旋-轨道纠缠物体，其特征在于有效总角动量$J_{eff}$。特别感兴趣的是在被阴离子八面体包围的5个$d^{1}$过渡金属离子中实现的$J_{eff}$ = 3/2态。纯的$J_{eff}$ = 3/2四重态不具有任何磁偶极距（< $M$ >= 0），但具有隐藏的伪偶极距，伴随着电荷四极和磁八极。Cs $_2$ TaCl $_6$和Rb $_2$ TaCl $_6$是在正Cl八面体中含有5个$d^{1}$ Ta $^{4+}$离子的相关绝缘体。在这里，我们证明，这些钽氯化物具有基本上抑制有效磁偶极矩~ 0.2 $μ_B$。在低温下观察到两个相变，这两个相变在磁化强度上不明显，但伴随着$R$ ln 4的大电子熵。我们归因于两个过渡到隐藏的多极有序。
2019-09-10 cond-mat.str-el
Orbital and spin order in spin-orbit coupled $d^1$ and $d^2$ double perovskites
我们考虑了强自旋轨道耦合双钙钛矿A $_2$ BB 'O $_6$，B'磁性离子为$d^1$或$d^2$电子组态，B离子为非磁性.我们提供了几个实验难题的见解，如优势的铁磁性在$d^1$与反铁磁性在$d^2$系统，出现负居里-外斯温度的铁磁材料，和有效的磁矩的大小。我们开发并解决了一个微观模型的自旋和轨道的自由度内的莫特绝缘制度在有限的温度下使用平均场论。在$d^1$和$d^2$系统中，各向异性轨道自由度和自旋轨道耦合之间的相互作用导致复杂的基态。我们发现，在$d^1$系统中的轨道自由度的顺序的结果在共面倾斜铁磁和4-亚晶格反铁磁结构。在$d^2$系统中，我们发现额外的共线反铁磁和铁磁相没有出现在$d^1$系统。在有限的温度下，我们发现由超交换和库仑相互作用驱动的轨道有序可能发生在比磁序高得多的温度下，并导致明显偏离居里-外斯定律。
2017-02-10 cond-mat.str-el
Unconventional magnetism as a consequence of the charge disproportionation and the molecular orbital formation in Ba4Ru3O10
采用从头算和模型计算方法研究了Ba $_4$ Ru $_3$ O $_{10}$的磁性和电子性质.结果表明，三分之一的Ru $^{4+}$离子的基态不稳定不是由于关联效应引起的.这是由于晶体学上不同的Ru之间的电荷交换和Ru的三聚体中的分子轨道形成引起的。
2012-08-08 cond-mat.str-el
Cu-Sb dumbbell arrangement in the spin-orbital liquid candidate Ba$_3$CuSb$_2$O$_9$
自旋冻结和静态Jahn-Teller效应的缺乏导致了Ba $_3$ CuSb $_2$ O $_9$是量子自旋轨道液体的命题。然而，这种行为的微观起源的理论理解受到了阻碍，缺乏共识的晶格结构。铜离子已经被提出来实现三角形晶格、短程有序蜂窝晶格或具有带状关联的无序晶格。在这里，我们使用密度泛函理论分析这些安排的理想化版本的稳定性。我们发现条纹顺序的铜离子是积极的青睐，暗示向条状的本地Cu-Cu安排，而长程序可能是由于阻碍无序效应。此外，我们发现的证据显着的层间相互作用的铜锑哑铃，这影响了面外的安排。松弛的晶体结构，电子性质和紧束缚参数的分析提供了线索的Jahn-Teller扭曲的性质。
2017-09-13 cond-mat.str-el
Optical evidence of quantum rotor orbital excitations in orthorhombic manganites
在具有Jahn-Teller（JT）离子（例如Mn 3+或Cu 2+）的磁性化合物中，电子或空穴轨道的有序化与协同晶格畸变相关联。在那里，JT效应的作用，虽然被广泛认可，仍然是难以捉摸的基态属性。我们建议，在这些材料中，存在基本的激发，其能谱描述的总角动量本征态和量子化的量子转子中发现的JT中心。我们观察到的功能源自这些激发在一个模型化合物LaMnO 3的光谱使用椭圆偏振技术。它们清楚地出现作为窄边带伴随的JT分裂轨道之间的电子跃迁相邻的Mn 3+离子，强烈的各向异性自旋相关性的影响。我们提出了这些结果与新的实验数据的光致发光及其动力学发现在LaMnO 3，这意味着存在的量子转子轨道激发的椭圆偏振提供额外的支持。我们注意到，发现的量子转子的元激发可能在这些材料掺杂后观察到的许多不寻常的性质中发挥重要作用，例如高温超导性和巨磁阻。
2014-07-06 cond-mat.str-el
Orbital order, anisotropic spin couplings, and the spin-wave spectrum of the ferromagnetic Mott insulator YTiO3
利用静电晶体场的点电荷计算方法，确定了铁磁莫特绝缘体YTiO_3的非简并轨道基态，与实验结果完全一致。基于轨道序，我们用微扰理论得到了描述最近邻Ti离子间磁超交换的有效自旋哈密顿量。超交换哈密顿量包括，除了各向同性海森堡耦合，反对称（Dzyaloshinskiii-Moriya）和对称各向异性项，所造成的自旋轨道相互作用的Ti离子。我们发现铁磁海森堡耦合的钛-钛键在晶体ab平面，但反铁磁的平面之间的钛-钛键，在矛盾的实验（这给铁磁耦合两者）。计算YTiO 3的各向同性耦合的现实值的困难已经在文献中报道。我们讨论这些差异的可能来源。然而，我们得到的对称和反对称各向异性的小得多的值可能是可靠的。因此，我们结合实验推导的各向同性耦合与计算的各向异性的，以确定磁顺序的Ti离子，这是发现是在令人满意的协议与实验。基于这种磁序，我们推导出自旋波谱。我们发现一个声学分支与一个非常小的带中心的差距和三个光学自旋波模式与相当大的带中心的差距。声学分支再现了在实验中报道的一个，和光学的是在一个令人满意的协议与实验，适当折叠的磁布里渊区。
2005-06-14 cond-mat.str-el
Alternating spin-orbital order in tetragonal Sr2VO4
考虑到自旋轨道耦合，四晶场，和所有相关的超交换过程，包括量子干涉，我们推导出的表达式为钒离子的能级在四晶Sr2VO4。所使用的模型哈密顿量的参数允许在低温下的中子散射和光学实验中观察到的激发光谱描述。自由能表现出一个最小值，对应于一个新的交替自旋轨道顺序与强烈的热波动的轨道混合参数。
2011-11-02 cond-mat.str-el
Charge and Orbital Ordering and Spin State Transition Driven by Structural Distortion in YBaCo_2O_5
用局域自旋密度近似（LSDA）+ U方法研究了反铁磁YBaCo_2O_5的电子结构。在强的在位库仑相互作用下，正确地得到了电荷和轨道有序的绝缘基态。发现Co^{2+}和Co^{3+}离子分别处于高自旋（HS）和中自旋（IS）态。研究认为，钴离子的有序化现象和自旋态是由四方晶系向正交晶系的结构转变引起的。轨道磁矩对总磁矩的贡献很大，表明自旋-轨道耦合在YBaCo_2O_5中也很重要。
2000-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The influence of the rare earth ions radii on the Low Spin to Intermediate Spin state transition in lanthanide cobaltite perovskites: LaCoO3 vs. HoCoO3
我们提出了第一性原理LDA+U计算的电子结构和磁状态的LaCoO 3和HoCoO 3。在我们的计算中发现低自旋到中间自旋态的转变，使用实验晶体学数据的两种材料与一个更高的转变温度HoCoO 3，这与实验估计吻合得很好。Co（3+）离子的低自旋态t6 e0（非磁性）到中自旋态t5 e1（磁性）的跃迁是由于晶场t2 g-e_g分裂和3个$d$自旋轨道之间的有效交换相互作用的竞争而发生的。结果表明，由于Ho离子的离子半径比La离子小，HoCoO 3和LaCoO 3的晶体结构参数不同，导致HoCoO 3的晶场分裂比LaCoO 3大0.09 eV ~ 1000 K，从而使HoCoO 3中低自旋态和中自旋态之间的平衡向非磁性溶液倾斜.
2003-06-08 cond-mat.str-el
Spin-orbital order in LaMnO$_3$: $d-p$ model study
利用多带$d-p$模型和非限制Hartree-Fock近似，我们研究了三维MnO $_3$晶格中的电子结构和自旋轨道有序，如在LaMnO $_3$中实现的.在Mn离子的$e_g$轨道上存在强库仑相互作用的情况下，由Jahn-Teller效应产生的氧畸变的特定棋盘图案诱导和稳定轨道顺序。我们表明，自旋轨道顺序可以模拟使用一个简单的\textit{Ansatz}局部晶场之间交替的两个亚晶格Mn离子，其中有非等效的相邻的氧畸变$ab$平面。简单和计算非常便宜的$d-p$模型正确地再现非平凡的自旋轨道秩序观察到的未掺杂的LaMnO $_3$。轨道顺序是非常强大的，并减少了$\sim 3$ \%的大的自掺杂金属制度。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Is orbital ordering in crystals a magnetic phase transition?
本文证明含Jahn-Teller离子晶体的轨道有序相变因打破时间反演对称性而属于磁性相变，并基于群论方案指出轨道有序源于超交换，自旋有序源于自旋-轨道相互作用。
2023-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Phases in Oxide Heterostructures with Light and Heavy Transition Metal Ions
结合使用密度泛函理论，紧束缚模型，和Hartree-Fock理论，我们预测的拓扑相和没有时间反转对称性破缺的氧化物异质结构。我们认为这两种异质结构含有轻过渡金属离子，和那些含有重过渡金属离子。我们发现（111）生长方向自然导致在钙钛矿结构和烧绿石结构的拓扑相的有利条件。对于轻的过渡金属元素，Hartree-Fock理论预测自旋-轨道耦合通过现场多轨道相互作用有效地增强，并且可以驱动系统通过拓扑相变，而具有固有的大自旋-轨道耦合的重元素需要弱得多，甚至消失的电子相互作用来实现拓扑相。
2014-09-25 cond-mat.str-el
Direct observation of charge order and orbital glass state in multiferroic LuFe2O4
LuFe_2O_4中Fe离子的几何阻挫导致了复杂的电荷和磁序以及强的磁电耦合。利用Fe K边缘的共振X射线衍射，从（h/3 k/3 l/2）反射推导出两个Fe位的异常散射因子。两种类型的Fe离子之间的化学位移等于4.0（1）eV，对应于完全电荷分离成Fe 2+和Fe 3+。超晶格反射的偏振和方位角依赖性表明没有各向异性散射，揭示轨道玻璃态特征的Fe 2+轨道的随机取向。
2009-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital and spin chains in ZnV2O4
我们的粉末非弹性中子散射数据表明，\zvo是一个系统的自旋链是三维纠缠在立方相以上50 K由于随机占据$t_{2g}$轨道的V $^{3+}$（$3d^2$）离子。低于50 K时，由于反铁轨道有序化，链变得直。这是证明的特征波矢量依赖性的磁结构因子，从对称到不对称的变化，在ε-tetraxite过渡。
2004-10-08 cond-mat.str-el
Electronic origin of magnetic and orbital ordering in insulating LaMnO_3
我们导出了绝缘LaMnO_3的自旋-轨道模型，该模型满足Mn^{3+}离子S=2自旋的SU（2）对称性。它包括完全的e_g和t_{2g}超交换，这是由立方对称的Mn^{2+}多重态结构引起的，以及Jahn-Teller诱导的轨道相互作用。我们证明了LaMnO_3中所观察到的磁有序是由纯粹的电子机制所稳定的，这是由于e_g-超交换作用，并首次对所观察到的转变温度和各向异性交换作用提供了定量解释。
1998-05-01 cond-mat.str-el
Structural, orbital, and magnetic order in vanadium spinels
钒尖晶石（ZnV_2O_4、MgV_2O_4和CdV_2O_4）表现出一系列结构和磁性相变，反映了晶格、轨道和自旋自由度的相互作用。我们提出了一个考虑相对论自旋轨道相互作用、集体Jahn-Teller效应和自旋阻挫的理论模型。下面的结构转变，钒离子表现出铁轨道秩序和磁铁最好被视为两套反铁磁链与单离子伊辛各向异性。磁序，参数化的两个伊辛变量，出现在一个四临界点。
2004-07-21 cond-mat.str-el
