Evolution of electronic band reconstruction in thickness-controlled perovskite SrRuO$_3$ thin films
过渡金属钙钛矿氧化物显示出各种涌现现象,这些现象可以通过定制氧八面体旋转来调节。众所周知,SrRuO $_3$是一种铁磁钙钛矿氧化物,当作为薄膜生长时具有各种原子结构和八面体旋转。然而,电子结构如何随膜厚变化的研究很少。在这里,通过使用角分辨光电子能谱和电子衍射技术,我们研究了SrRuO $_3$薄膜的电子结构作为膜厚度的函数。不同的重建电子结构和光谱权重观察到不同厚度的薄膜。我们建议八面体表面上的旋转可以定性估计通过比较不同的带的强度。我们的观察和方法揭示了如何结构变化和过渡可以理解的光电子能谱数据。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Phase transitions of LaMnO$_3$ and SrRuO$_3$ from DFT + U based machine learning force fields simulations
本文结合 MLFF 与 DFT+U 分子动力学,模拟 LaMnO$_3$ 和 SrRuO$_3$ 的温度相关结构相变,并提出通过与实验结构对比确定合适的 $U$ 值。
2023-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic Strain-Driven Topological Evolution in SrRuO3 via Flexural Strain Engineering
本文通过范德华外延与柔性微加工构建挠曲应变平台,在SrRuO3中分离本征应变效应,发现0.2%微小应变使反常霍尔电导率增强21%,并揭示晶格常数调制驱动Weyl节点非单调演化机制,为柔性拓扑氧化物器件设计提供通用平台。
2025-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensionality Engineering of Magnetic Anisotropy from Anomalous Hall Effect in Synthetic SrRuO3 Crystals
本文通过设计 SrRuO3/SrTiO3 氧化物超晶格,研究了维度对相关氧化物磁各向异性的影响,发现三原胞厚 SrRuO3 的反常霍尔效应矫顽场提升 1500%,揭示了晶格与轨道杂化各向异性的调制机制,为合成磁性晶体的自旋序工程提供了新途径。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the kink in the band dispersion of the ferromagnetic perovskite SrRuO3: Electron-phonon coupling
过氧化氢SrRuO 3,一个原型的导电铁磁氧化物,表现出一个扭结在其频带分散信号不寻常的电子动力学。然而,这种扭结的起源仍然难以捉摸。利用反应分子束外延和原位角分辨光电子能谱相结合的方法,系统地研究了SrRuO 3薄膜的低能电子结构随厚度减薄到近二维极限的演化规律。即使在4个晶胞厚度的膜中,扭结结构也持续存在。此外,通过定量的自能分析,我们观察到的扭结,这是在居里温度的下降趋势与减少膜厚的厚度依赖性可以忽略不计的。结合已有的输运和拉曼光谱研究,这一发现表明钙钛矿SrRuO 3晶体的扭折是由电子-声子耦合引起的,而不是由磁集体模引起的,并且面内声子可能起主导作用.考虑到SrRuO 3的这种扭折结构与许多其他相关氧化物的扭折结构类似,我们认为电子与氧相关声子的耦合在相关氧化物中可能无处不在。
2016-03-09 cond-mat.str-el
Interface control of electronic transport across the magnetic phase transition in SrRuO_3/SrTiO_3 heterointerface
复合氧化物的新兴材料类别,其中物理性质的操纵导致在其异质界面的新功能,预计将在自旋电子学中开辟新的前沿。例如,SrRuO_3是一种有前途的材料,其中外部刺激如应变、温度和结构畸变控制电子和磁状态的稳定性,跨越其磁相变,可用于自旋电子学。尽管如此,目前还没有太多研究来了解SrRuO_3中的这种相关性。本文利用纳米输运探针和第一性原理计算研究了SrRuO_3和Nb:SrTiO_3铁磁相变界面上电子-晶格关联对电子输运的影响。我们发现,在界面处的几何重建,从而在电子结构的修改占主导地位的传输通过其铁磁过渡,最终翻转的电荷传输长度尺度SrRuO_3。这种方法可以很容易地扩展到其他设备,其中竞争的基态可以导致不同的功能特性跨越其异质界面。
2015-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-ligand interplay in strongly-correlated oxides: a parametrized phase diagram for pressure induced spin transitions
利用X射线发射光谱研究了典型过渡金属氧化物MnO、FeO、CoO和NiO在超高压下的磁性。我们观察到一个强大的修改的磁性在兆巴范围内的所有样品,除NiO。结果进行了分析,包括电荷转移效应的多重态的方法。的压力依赖性的发射线是很好地占的配体场作用于d电子的变化,并允许我们提取的参数,如本地d-杂化强度,O-2 p带宽和离子晶体场的磁性过渡。这种方法允许第一手的洞察机制的压力引起的自旋转变。
2006-12-07 cond-mat.str-el
Ligand hole driven metal-insulator transition in a prototypical transition metal double perovskite oxide Ca$_2$FeMnO$_6$
该研究结合 DFT 与扩展 Hubbard TB 模型,揭示 CFMO 的 MIT 源于 O-2p 配体空穴局域化引发的电荷歧化、Jahn-Teller 畸变及负电荷转移能,而非 Mott-Hubbard 作用。
2024-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superexchange interactions between spin-orbit-coupled $j\!\approx\!1/2$ ions in oxides with face-sharing ligand octahedra
使用从头算波函数为基础的计算,我们提供了有价值的见解方面的磁交换5 $d$和4 $d$氧化物与共享面配体八面体,BaIrO $_3$和BaRhO $_3$。令人惊讶的强大的反铁磁海森堡相互作用计算为400毫电子伏的理想铱酸盐结构与90 $^{\circ}$ Ir-O-Ir键角和在125毫电子伏的范围内的角度为80 $^{\circ}$的BaIrO $_3$实验测量。这些估计超过了迄今为止的角共享和边共享系统的值,并激发了更详细的实验研究量子磁体与扩展的5 $d$ /4 $d$轨道和网络的面共享配体笼。强电子晶格耦合证明了我们的计算表明丰富的相图作为应变和压力的函数,这类材料的研究方向具有很大的潜力。
2019-03-14 cond-mat.str-el
Deviations from Matthiessen's Rule for ${\rm SrRuO_3}$ and ${\rm CaRuO_3}$
我们已经测量了薄膜的电阻率的变化${\rm SrRuO_3}$和${\rm CaRuO_3}$引入点缺陷后,通过电子辐照在低温下,我们发现显着偏离Matthiessen的规则。对于固定的辐照剂量,电阻率的诱导变化{ \it随着温度的升高而减小}。此外,对于一个固定的温度,电阻率的增加与辐射被发现是{ \it sublinear}。我们认为,所观察到的行为是由于显着的各向异性散射的电子连同其相对较短的平均自由程(这两个特点的许多金属氧化物,包括铜酸盐),放大相关的Pippard无效条件的影响。
2000-11-22 cond-mat.str-el
Anomalous exchange coupling in transition-metal-oxide based superlattices with antiferromagnetic spacer layers
在垂直磁各向异性的SrMnO 3/SrRuO 3超晶格中,矫顽场(HC)和磁场依赖的电阻率(MR)之间存在直接相关性。对于面内电流和面外磁场,磁阻在Hc处显示出急剧的跳跃。HC和高场MR也振荡的SrMnO 3间隔层的厚度分离的金属铼。由于在这些超晶格中的间隔没有移动载流子,以促进振荡耦合,我们将观察到的行为归因于自旋极化的量子隧穿的铁磁层和反铁磁有序的SrMnO 3的t2 g自旋之间的电子。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced electrocatalytic activity via phase transitions in strongly correlated SrRuO3 thin films
过渡金属氧化物已被广泛研究并用作高效催化剂。然而,在理解这些材料的电化学活性时,往往会忽略这些材料中引起有趣的涌现现象的强相关行为。在这里,我们证明了密切的相关性之间的相变和析氧反应(OER)在一个强相关的SrRuO 3。通过在单晶SrRuO_3外延薄膜中系统地引入Ru-O空位,诱导了晶体对称性的相变,从而导致电子结构的相应改变。电子结构的改变显著地影响了其电化学活性,因此OER活性的过电位降低了30%。我们的研究表明,OER活性的大幅提高,甚至可以实现在单一的材料系统,通过合理的设计和工程的晶体和电子结构。
2017-05-12 cond-mat.str-el
Evidence for spin-triplet superconducting correlations in metal-oxide heterostructures with non-collinear magnetization
实验研究了由铁磁La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3、铁磁SrRu_(0.7)O_3和超导YBa_2Cu_3 O_x组成的异质结构。采用脉冲激光沉积法制备了Au/La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO 3/YBa 2Cu 3 Ox复合材料,并通过X射线衍射和反射率测试证实了其高质量。利用SQUID磁强计和极化中子反射仪揭示了异质结构的非共线磁态。我们已经进一步观察到超导电流在台面结构的异质结构的顶部上的第二超导Nb层的沉积,然后通过光刻和离子束蚀刻图案化。在这些台面结构中观察到的约瑟夫森效应可以通过超导序参量的三重态分量渗透到磁性层中来解释。
2014-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heteroepitaxial control of Fermi liquid, Hund metal, and Mott insulator phases in the single-atomic-layer limit
不同相关氧化物之间的界面可以提供具有多功能的器件。在这方面,操纵和测量氧化物异质界面的新的物理性质是非常需要的。然而,尽管进行了广泛的研究,获得有关其动量分辨电子结构的直接信息仍然是一个巨大的挑战。这是因为大多数相关的界面现象出现在界面的几个原子层内,从而限制了现有实验探针的应用。在这里,我们利用原子尺度的外延和光电子能谱演示相关的电子相在原子尺度的钛酸盐-钛酸盐异质结构的界面控制。虽然散装SrRuO $_3$是一种铁磁金属,异质界面专门实现三个不同的相关相在单原子层的限制。我们的理论表明,原子尺度的结构邻近效应导致费米液体,Hund金属,和莫特绝缘体相的量子限制SrRuO $_3$的出现。这些结果突出了广泛的界面可调性的电子相,迄今隐藏在原子薄的相关异质结构。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Hydride Anion in an Extended Transition Metal Oxide Array: LaSrCoO_3H_{0.7}
本文报道了一种过渡金属氧化物氢化物LaSrCoO_3 H_{0.7}的合成和结构表征。金属中心通过它们与氧化物和氢化物配体的键合而强烈耦合,以产生高达至少350 K的磁有序。合成路线是足够普遍的,允许一类新的含过渡金属的电子和磁性材料的预测。
2002-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-polarization coupling in multiferroic transition-metal oxides
本文对莫特绝缘过渡金属氧化物的所有电子组态提出了系统的磁感应铁电性和晶格调制的微观理论。强耦合微扰理论的各种机制的极化。特别是,自旋-轨道相互作用的配位体p轨道被证明给铁电极化的自旋电流的形式,这起着至关重要的作用,特别是在EG系统。与多铁性TbMnO 3的半定量协议。通过对X射线和中子散射实验的预测,阐明了不同材料中自旋极化耦合的微观机制。
2007-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Self-regulated ligand-metal charge transfer upon lithium ion de-intercalation process from LiCoO2 to CoO2
该研究通过硬X射线光电子能谱和团簇模型模拟,揭示了LiCoO2脱锂至CoO2过程中配体-金属电荷转移由正转负的自调控机制,阐明了钴离子的氧化本质,为下一代锂离子电池设计提供理论依据。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital reconstruction in nonpolar tetravalent transition-metal oxide layers
一个有前途的途径来定制量子材料和器件的电子特性依赖于多层氧化物异质结构中的轨道工程的想法。在这里,我们表明,层间电荷不平衡和配位体扭曲的相互作用提供了一个旋钮,即使在本质上堆叠的氧化物的电子水平的顺序调谐。在这方面,我们解决的$d$ -层次结构的层状Sr $_2$ IrO $_4$的电子自旋共振。虽然正则配位场论预测$g_{\parallel}$ -因子$\!<\!2$为正四重畸变,如存在于Sr $_2$ IrO $_4$中,但实验表明$g_{\parallel}\!>\!2$ .这意味着铱的$d$能级相对于它们的正常顺序是颠倒的。最先进的电子结构计算证实了Sr $_2$ IrO $_4$中的能级切换,而我们发现它们在Ba $_2$ IrO $_4$中是正常有序的。由于金属-氧层的非极性特性,我们的研究结果突出了四价过渡金属214氧化物作为理想的平台,探索$d$ -轨道重建的氧化物电子学的背景下。
2016-04-26 cond-mat.str-el
Threshold electronic structure at the oxygen K edge of 3d transition metal oxides: a configuration interaction approach
一般认为,在3d过渡金属氧化物中的氧K边X射线吸收光谱中观察到的阈值结构代表3d过渡金属的电子结构。然而,对于正确的描述还没有达成共识。我们提出了一个解释,其中包括基态杂化和电子相关。它基于使用MO6集群的配置交互集群计算。氧K边缘光谱通过在基态中消除配体空穴来计算,并与其中添加了3D过渡金属电子的逆光电发射实验的计算进行比较。观察到明显的差异与在基态中产生的配体空穴的量有关。与此相关的两个“规则”进行了讨论。与一些前过渡金属化合物的实验数据进行了比较,表明这种简单的团簇方法很好地解释了实验特征。
1999-02-12 cond-mat.str-el
Asymmetric orbital-lattice interactions in ultra-thin correlated oxide films
使用共振X射线光谱结合密度泛函计算,我们发现一个不对称的双轴应变诱导的$d$轨道响应的相关金属LaNiO $_3$,这是在体不可访问的超薄膜。失配应变的符号决定了八面体“呼吸”畸变的稳定性,而八面体“呼吸”畸变反过来又产生了一个电荷有序的基态,并改变了配体空穴密度和键共价性。对这种新机制的控制为合理的轨道工程开辟了道路,为人工设计的莫特材料提供了平台。
2011-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Importance of d-p Coulomb interaction for high T$_C$ cuprates and other oxides
当前过渡金属氧化物中电子相关性的理论研究通常仅考虑d电子之间的局部排斥,即使氧配体p态是有效哈密顿量的显式部分。原子间的相互作用,如d-和(配体)p-电子之间的Upd,以及p-电子之间的局部相互作用,被忽略。通常,相对的d-p轨道分裂必须根据实验证据进行“特别”调整。通过应用局域密度近似和动力学平均场论的合并(LDA+DMFT)的三带金刚石dp模型的铜氧化物的原型情况下,我们证明,没有任何“特设”调整的轨道分裂,电荷转移绝缘态是稳定的原子间相互作用Upd.因此,我们的研究表明,如何改善现实的材料计算,明确包括p轨道。
2013-12-10 cond-mat.str-el
Influence of ligand field and correlation on the electronic structure of NiO and CoO from DFT+DMFT calculations
Fraunhofer IWM(弗劳恩霍夫应用研究促进协会IWM研究所);Ruhr-Universität Bochum(波鸿鲁尔大学);Freiburg Materials Research Center (FMF), University of Freiburg(弗赖堡大学弗赖堡材料研究中心)
本研究采用DFT+sicDMFT方法,系统分析了配体场和关联强度对NiO和CoO电子结构的影响,发现该方法能高效获得接近实验的谱函数和带隙。
2026-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inverted orbital polarization in strained correlated oxide films
通过外延应变操纵价电子的轨道占据以诱导新的功能性质需要考虑局部成键环境的变化如何影响费米能级处的能带结构。利用同步辐射测量相关氧化物CaFeO 3外延应变膜的X射线线性二向色性,证明了Fe价电子的轨道极化与传统的理解相反。虽然铁的3d轨道的能量有序的多重态配体场论分析证实与以前报道的应变诱导行为是一致的,我们发现,名义上较高的能量轨道是更多的人口比低。我们归因于这种倒置的轨道极化的各向异性带宽响应的应变在化合物中几乎充满带。这些发现提供了一个重要的反例,应变诱导的轨道极化的传统理解,并揭示了一种新的方法,工程师,否则无法实现的相关氧化物的轨道职业。
2018-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopic investigations on trivalent ruthenium ions in ruthenium perovskite oxide thin films
本研究利用 X 射线光电子能谱表征 LaRuO$_3$ 与 NdRuO$_3$ 薄膜中的三价 Ru,揭示其价带和芯能级特征,并将其与 Ru$^{4+}$ 钌酸盐区分。
2024-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial control of magnetism and electron transport in nonisostructural SrRuO$_3$/SrCuO$_2$ heterostructure
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立大学);Department of Physics, Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院物理系);Department of Physics, Indian Institute of Science(班加罗尔印度科学研究所物理系);School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research (NISER)(布巴内斯瓦尔国家科学教育研究中心物理科学学院)
研究非等结构SrRuO$_3$/SrCuO$_2$异质结的磁性和电子输运,发现界面增强饱和磁化强度、垂直磁各向异性和反常霍尔效应的本征贡献,并抑制无序驱动的量子修正。
2026-06-16 cond-mat.str-el
Multiplet Effects in the Electronic Correlation of One-Dimensional Magnetic Transition-Metal Oxides on Metals
采用约束无规相位近似(cRPA)方法计算了四种一维磁性过渡金属氧化物XO $_2$(X = Mn,Fe,Co,Ni)在Ir(100)表面的Hubbard $U$参数.除了氧化物的预期筛选,即,的$U$值的金属基板的存在下,我们发现一个强烈的依赖于电子配置(多重态)的X($d$)轨道。原子X所获得的每一种特定的电子构型都由O配体以及与Ir(100)基底的电荷转移和杂化决定。我们发现,MnO $_2$和NiO $_2$链表现出两种不同的屏蔽制度,而CoO $_2$的情况下介于两者之间。MnO $_2$链的电子结构在吸附后几乎保持不变。因此,在这种情况下,额外的屏蔽主要由相邻金属表面原子的电子产生。发现NiO $_2$ /Ir(100)的屏蔽强度取决于吸附态的Ni($d$)构型。FeO $_2$的情况下显示出异常的行为,因为它是唯一的绝缘系统,在金属基板的情况下,因此,它具有最大的$U$值。然而,该值被吸附后的上述两种屏蔽效应显著降低。
2022-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge transfer and competing symmetry breaking drive orbital reconstruction and emergent ferromagnetism in insulating oxide superlattices
Indian Institute of Science(印度科学学院);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器中心);ALBA Synchrotron Light Source(阿尔巴同步辐射光源);Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室先进光子源)
本文研究NdNiO₃与NdMnO₃超晶格,发现界面电荷转移与对称性破缺驱动轨道重构,产生室温铁磁绝缘态,为自旋电子学应用提供了新途径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Negative charge transfer energy in correlated compounds
本文综述关联化合物中的负电荷转移能,阐明其成因、空穴自掺杂效应及典型材料,并强调以 Tanabe-Sugano 式图解作为分析工具。
2024-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic multiplet and charge-transfer screening effects in 1$s$ and 2$p$ core-level X-ray photoelectron spectra of early 3$d$ transition-metal oxides
本研究比较VO$_2$和CrO$_2$的1$s$与2$p$芯能级HAXPES谱,结合Anderson杂质模型和MO$_6$簇模型分析,揭示原子多重态与电荷转移的相互作用,并证明1$s$激发在区分金属-配体与金属-金属电荷转移方面更具优势。
2024-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The crucial importance of the $t_{2g}$--$e_g$ hybridization in transition metal oxides
我们研究了在$\rm CoO_2$层中发现的正八面体沿(111)方向的三角畸变的影响。在这种畸变下,$t_{2g}$轨道分裂成一个$a_{1g}$和两个简并的$e_g^\prime$轨道。我们关注的是这些轨道的相对顺序。通过对嵌入团簇在不同理论水平下的量子化学计算,分析了晶体场论中未考虑的不同效应,即金属-配体杂化效应、长程晶场效应、屏蔽效应和轨道弛豫效应的影响。我们发现,它们都不是负责的$t_{2g}$轨道的相对顺序。事实上,三角畸变允许金属原子的$t_{2g}$和$e_g$轨道的混合。这种杂化是$a_{1g}$ - $e_g^\prime$相对有序性和晶体场论错误预测的起源。
2007-10-02 cond-mat.str-el
Insulator-to-Metal Transition via Magnetic Reconstruction at Oxide Interfaces
CAS Key Laboratory of Magnetic Materials and Devices, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences(中国科学院磁性材料与器件重点实验室,宁波材料技术与工程研究所);Zhejiang Province Key Laboratory of Magnetic Materials and Application Technology, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences(浙江省磁性材料与应用技术重点实验室,宁波材料技术与工程研究所);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Eastern Institute of Technology(东方理工学院);International Research Centre Magtop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院物理研究所磁顶国际研究中心);CNR-SPIN, UOS Salerno(意大利国家研究委员会自旋中心萨莱诺联合实验室);Photon Science Division, Paul Scherrer Institut(保罗谢尔研究所光子科学部);Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学材料科学与光电工程技术中心)
通过氧化物界面的磁重构,研究揭示了绝缘体到金属转变的机制,为调控新兴电子特性提供了新途径。
2025-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Band mixing effects in one-dimensional charge transfer insulators
本研究利用密度矩阵重整化群方法,探究了由过渡金属d轨道和配体p轨道交替组成的一维电荷转移绝缘体模型的光谱特性,覆盖从Mott绝缘区到负电荷转移区的范围,为过渡金属氧化物的分类研究提供参考。
2025-08-01 cond-mat.str-el