Ordinary band structure calculations of quantum materials often incorrectly predicted metallic, instead of insulating electronic structure, motivating Mott-Hubbard strong electron correlation as a gapping mechanism. More recently, allowing the formation of local structural symmetry breaking motifs in otherwise ordinary band theory was shown to lower the total energy while predicting insulating gaps when they are observed. An important counter example was recently pointed out whereby the flat band formed in Nb3Cl8 by symmetry breaking is by itself partially occupied, thus failing to account for the observed insulating state. It is shown here that a generalized symmetry breaking involving the cooperative structural and magnetic effects produces in mean-field-like density functional theory an energy lowering insulating phase.
Thickness-dependent ferromagnetic metal to paramagnetic insulator transition in La$_{0.6}$Sr$_{0.4}$MnO$_3$ thin films studied by x-ray magnetic circular dichroism
金属过渡金属氧化物在临界厚度的几个单层（ML）上发生金属-绝缘体转变（MIT），但其驱动机制仍然存在争议。用X射线吸收光谱和X射线磁圆二色性研究了铁磁金属La $_{0.6}$ Sr $_{0.4}$ MnO $_3$的MIT随厚度的变化。当膜厚度在MIT的临界厚度（6 - 8 ML）上减小时，观察到铁磁信号逐渐减小并且伴随着顺磁信号的增加，而Mn价态朝向Mn $^{3+}$突然减小。这些观察结果表明，铁磁相逐渐和最有可能不均匀地变成顺磁相，两个阶段突然成为绝缘的临界厚度。
Uncovering the mechanism of the impurity-selective Mott transition in paramagnetic V$_{2}$O$_{3}$
虽然单轨道和多轨道哈伯德模型的相图已经得到了很好的研究，但真正的莫特绝缘体的物理学往往要丰富得多，依赖于材料，而且知之甚少。在原型莫特绝缘体V $_{2}$ O $_{3}$中，化学压力最初被认为是解释为什么顺磁金属到反铁磁绝缘体的转变温度被Ti掺杂降低，而Cr掺杂增强相关性，最终使高温相顺磁绝缘。然而，最近的实验和理论都表明这种情况是站不住脚的。基于完整的结构优化，我们证明通过电荷自洽密度泛函理论和动力学平均场论的组合，在V $_{2}$ O $_{3}$相图中的变化是由缺陷引起的局部对称性破缺驱动的，所述局部对称性破缺由Cr和Ti掺杂剂与主体系统的显著不同的耦合引起。这一发现强调了莫特金属-绝缘体跃迁对局部环境的高灵敏度，以及准确计算单电子哈密顿量的重要性，因为相关性对它有重要的响应。
Colossal electroresistance and colossal magnetoresistive step in paramagnetic insulating phase of single crystalline bilayered manganite(La$_{0.4}$Pr$_{0.6}$)$_{1.2}$Sr$_{1.8}$Mn$_{2}$O$_{7}$
我们报告了在（La $_{0.4}$ Pr $_{0.6}$）$_{1.2}$ Sr $_{1.8}$ Mn $_{2}$ O $_{7}$的顺磁绝缘（PMI）状态下在$ab$ -平面上施加电流引起的低温电阻的显著降低。在较低的温度下观察到一个巨大的电阻效应，达到~ 95%。在低于10 K的低温下，在5 T附近出现一个巨大的磁阻阶跃，并伴随着绝缘体-金属转变的超尖锐宽度。向晶体注入更高的电流会导致阶跃跃迁消失。这些发现与研究晶体的PMI矩阵内钉扎的短程电荷有序簇的存在有密切的关系。
Nonmagnetic Insulating States near the Mott Transitions on Lattices with Geometrical Frustration and Implications for $κ$-(ET)$_2$Cu$_2(CN)_3$
我们研究了各向异性三角晶格上的哈伯德模型的相图，它也代表了$κ$型BEDT-TTF化合物的模型。与平均场预测相反，路径积分重整化群计算显示了普遍存在的反铁磁绝缘体和顺磁金属的三明治绝缘体。超导相没有像磁通相那样出现简单的平移对称破缺，这意味着它是一个真正的莫特绝缘体。我们讨论了在$κ$ -（ET）$_2$ Cu $_2(CN)_3$中发现的绝缘相的可能相关性。
Symmetry breaking transforms strong to normal correlation and false metals to true insulators
Renewable and Sustainable Energy Institute, University of Colorado（科罗拉多大学可再生与可持续能源研究所）；Department of Physics and Engineering Physics, Tulane University（杜兰大学物理与工程物理系）
