Correlation-Driven Charge Order at a Mott Insulator - Band Insulator Digital Interface
为了研究数字莫特绝缘体LaTiO_3和带绝缘体SrTiO_3的界面，我们将关联带理论（LDA+U）应用于（n，m）多层膜，1<n，m<9.如果Ti上的原位排斥足够大，可以模拟立方块状LaTiO 3的磁绝缘行为，则在所有情况下，界面处的电荷不平衡都可以通过反离子化（Ti 4 + + Ti 3+）、电荷有序化和Ti 3 + d_xy轨道有序化来调节，并且界面层中的自旋之间具有反铁磁交换耦合。晶格弛豫通过移动（轻微但重要的）较低的哈伯德带来影响传导行为，但是弛豫和轨道有序对弛豫是鲁棒的。
2006-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge disproportionation and collinear magnetic order in the frustrated triangular antiferromagnet AgNiO2
我们报告了轨道简并的阻挫金属磁体AgNiO 2的晶体和磁结构的高分辨率中子衍射研究。在高温下的结构是六方晶系与一个单一的晶体Ni网站，低自旋Ni 3+与自旋-1/2和两倍的轨道简并，安排在一个反铁磁三角晶格与挫折自旋和轨道秩序。当冷却到365 K以下时，发生结构转变，得到三重六方晶胞，其中包含三个晶体学上不同的Ni位点，具有膨胀和收缩的NiO 6八面体，自然由Ni三角层上的自发电荷顺序解释。没有Jahn-Teller扭曲发生，这表明电荷顺序发生，以解除轨道简并。对称性分析推断的镍电荷顺序模式和观察到的氧位移模式表明，过渡可以介导的电荷波动耦合到一个软氧光学声子呼吸模式在镍网站。在低温下，富电子的Ni亚晶格（分配到接近Ni 2+与S = 1的化合价）的顺序磁性成反铁磁性排列在三角形平面的铁磁行的共线条纹结构。我们讨论了这种不寻常的自旋顺序模式的易轴三角形反铁磁体的背景下，额外的弱第二邻居相互作用和层间耦合的稳定性。
2008-04-01 cond-mat.str-el
Pressure/temperature/substitution-induced melting of A-site charge disproportionation in Bi_(1-x)La_(x)NiO_3 (0 =< x =< 0.5)
在Bi_（1-x）La_xNiO_3中发现了与晶格强耦合的金属-绝缘体相变。同步辐射X射线粉末衍射结果表明，压力（P ~ 3GPa，T = 300 K）、温度（T ~ 340 K，x = 0.05）和La取代（x ~ 0.075，T = 300 K）引起了类似的结构变化，从三斜（绝缘）对称转变为斜方（金属）对称，表明A位电荷的熔融。将晶体结构和物理性质与其他ANiO 3系列进行比较，金属相的电子状态可以描述为[A3+Ld，Ni 2 +L1-d]，其中配体空穴L对导电性有贡献。我们绘制了BiNiO_3的P-T相图，包括一个临界点（3GPa，300 K）和一个非均匀区，这暗示了配体-空穴动力学在ANNiO_3（A = Bi，Pr，Nd，.）中的普遍性.
2005-05-13 cond-mat.str-el
Bond disproportionation and dynamical charge fluctuations in the perovskite rare earth nickelates
我们提出了一个理论描述的局部电子性质的钙钛矿稀土镍酸盐-材料具有负电荷转移能，强O $2p$ - Ni $3d$共价，和呼吸模式晶格畸变的起源高度研究的金属-绝缘体和反铁磁有序过渡。利用一个完整的轨道，全相关的双集群的方法，我们发现强烈的电荷波动与债券的解释。独特的双集群制定允许列入必要的轨道简并和库仑相互作用计算共振X射线光谱响应，我们发现良好的协议与既定的实验结果。这种以前没有的，理论和实验之间的关键联系提供了最近提出的键重离子化理论的验证，并提供了一种分析方法的镍酸盐和其他高价过渡金属化合物的工程阶段的光谱研究。
2016-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanism and Control Parameters of the Coupled Structural and Metal-Insulator Transition in Nickelates
稀土镍酸盐表现出显着的金属-绝缘体转变伴随着晶格“呼吸”模式相关的结构转变。使用模型的考虑和第一性原理计算，我们提出了这种相变的理论，它揭示了电子和晶格不稳定性之间的耦合的关键作用。我们表明，过渡是由附近的电子耦合到呼吸模式的不稳定性，从而协同驱动系统进入绝缘状态。这使我们能够确定两个关键的控制参数的过渡：电子极化的敏感性和刚度的晶格模式。我们表明，我们的研究结果可以合理化的朗道理论涉及两个耦合的序参量，过渡金属氧化物的一般影响。
2019-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Perspectives of the disproportionation driven superconductivity in strongly correlated 3d compounds
在三维化合物中的歧化可以产生一种非常规的电子空穴玻色液体，具有从玻色金属、电荷有序绝缘体到非均匀玻色超流体的非常丰富的相图。证明了双折射驱动高温超导的最佳条件仅在几种Jahn-Teller d^n组态下才能实现，这些组态允许形成定义良好的局域复合玻色子。在八面体晶场下，它们是高自旋d^4、低自旋d^7和d^9组态;在四面体晶场下，它们是d^1、高自旋d^6组态。该反应具有独特的反Jahn-Teller性质，提高了裸轨道简并度。d^4和d^6系统的超导性与d^1、d^7和d^9系统的超导性不同，这意味着自旋-三重态复合玻色子和磁晶格不可避免地共存。我们认为，在具有四方扭曲CuO_6八面体的准2D铜酸盐和具有四面体配位Fe^2+离子的铁基层状磷属元素化物/硫属元素化物中观察到的非常规高T_c超导性可能是支持在这些化合物中起作用的平行化方案的关键论据。
2013-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge disproportionation and Hund's insulating behavior in a five-orbital Hubbard model applicable to $d^4$ perovskites
我们探讨了过渡金属钙钛矿与过渡金属阳离子的正式$d^4$占领，如高铁酸盐或锰氧化物的五轨道立方紧束缚模型中的电荷分离绝缘相的过渡。我们利用动力学平均场论得到了作为平均局部库仑排斥$U$和Hund耦合$J$的函数的相图.相图的主要结构如下从零带宽（原子）的限制，并表示高自旋和低自旋均匀和不均匀的电荷分离状态之间的竞争。这导致了两种不同的绝缘相：标准的均匀莫特绝缘体和不均匀的电荷极化绝缘体，最近也被称为洪德绝缘体。我们的特点的非常规性质，这猎犬的绝缘状态。我们的研究结果与以前的研究相一致的两个和三个轨道模型适用于孤立的$t_{2g}$和$e_g$子壳层，分别与低自旋/高自旋过渡的复杂性。我们还测试了一个有效的双轨道（$e_g$ -只有）模型与无序$S=3/2$ $t_{2g}$核心自旋的适用性。我们的研究结果表明，在高自旋区域的相图的整体特征很好地描述了这个简化的双轨道模型，但也表现出显着的差异相比，完整的五轨道描述的光谱特征。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-insulator transitions in GdTiO3/SrTiO3 superlattices
用密度泛函U方法计算了由钆钛氧酸盐（GdTiO $_{3}$）的$m$层和锶钛氧酸盐（SrTiO $_{3}$）的$n$层交替构成的超晶格的电子结构、晶格弛豫和金属-绝缘体相图.当SrTiO $_3$层的数目大或相互作用$U$小时，出现金属相。在金属相中，移动电子被发现在SrTiO $_3$层，与近界面的电子占据$xy$衍生的带，而远离界面的大部分电子驻留在$xz/yz$带。随着SrTiO $_3$层厚度的减小或原位相互作用U的增加，发生金属-绝缘体转变。当SrTiO $_{3}$层数大于1时，我们发现了一个具有两个亚晶格电荷和轨道有序以及相应的Ti-O键长双列的绝缘态。当每层的SrTiO $_{3}$单元的数量为1时，通过在连接跨SrO层的Ti原子的准一维$xz/yz$键合带内的轨道排序驱动，发生不同的绝缘相。在这一阶段，没有亚晶格电荷有序或键的分离。单层绝缘体的临界U为$\sim$ 2.5 eV，远小于当SrTiO $_3$的数量大于1时驱动金属-绝缘体转变所需的临界U $\sim$ 3.5 eV。计算和实验之间的不一致性表明，多体相关性可能是重要的。Ti原子周围的局部反转对称性破缺表明在绝缘相中存在面内铁电极化的可能性。
2015-05-15 cond-mat.str-el
Hydrogen-Induced Metal-Insulator Transition Accompanied by Inter-Layer Charge Ordering in SmNiO$_3$
采用Hubbard U修正的密度泛函理论，阐明了SmNiO $_3$中氢致金属-绝缘体相变的微观机制.虽然每个Ni原子100%的氢掺杂被认为是金属-绝缘体转变的原因，但我们发现，50%的氢掺杂导致显示绝缘性质的非常稳定的原子结构。稳定的晶体结构显示出Ni $^{2+}$和Ni $^{3+}$价态的电荷分离的特殊层状模式以及引起eg轨道态分裂和打开带隙的强Jahn-Teller畸变。
2022-10-14 cond-mat.str-el
Electronic properties across metal-insulator transition in β-pyrochlore-type CsW2O6 epitaxial films
在CsW 2 O 6中，由于其特有的β-辉石型结构，在213 K发生金属-绝缘体转变（MIT），有望出现与Cs的振动运动相关的奇异性质。然而，晶体生长的障碍阻碍了MIT的详细性能和机制的阐明。本文报道了β-焦绿石型CsW_2 O_6薄膜的外延生长及其在MIT上的电子性质。利用脉冲激光沉积技术，我们生长了CsW_2O_6单晶薄膜，其电阻率明显低于多晶体，在200 K附近具有明显的MIT。发现了负的磁电阻和正的霍尔系数，这在200 K以下变得明显。价带和芯能级的光电子能谱表明，整个MIT发生了剧烈的变化。在价带光电子能谱中，在金属相的费米能级处观察到有限态密度。相反，在绝缘相中出现了能隙。W 4f芯能级谱的分裂表明绝缘相中W5+和W 6+的电荷分离。Cs 4d芯能级谱形的变化反映了Cs+离子的振动运动。这些结果有力地表明CsW_2O_6是一种新型材料，其中MIT是由与拍击运动相关的电荷极化驱动的。
2018-06-12 cond-mat.str-el
Relaxor ferroelectricity induced by electron correlations in a molecular dimer Mott insulator
我们研究了具有正方晶格的反铁磁二聚体-莫特绝缘体β '-（BEDT-TTF）2 ICl 2与自旋液体候选物kappa-（BEDT-TTF）2Cu 2（CN）3的介电响应。介电常数的温度依赖性表现出一个峰结构服从居里-外斯定律，具有很强的频率依赖性。通过热释电测量发现了二聚体的各向异性铁电性，这表明二聚体中存在电荷极化。铁电体的实际电荷冻结温度与反铁磁相互作用有关，而反铁磁相互作用与系统中的电荷-自旋耦合自由度有关。
2013-01-29 cond-mat.str-el
Ground-State Degeneracy of Correlated Insulators with Edges
利用拓扑磁通插入方法，我们发现填充因子为$ν=p/q$的周期晶格上绝缘体的基态简并度至少是$q$倍.应用相同的参数在一个晶格的边缘，我们表明，退化修改的额外的边缘密度$ν_{\mysw{E}}$与开放的边界。特别是，我们证明，这些边缘校正甚至可能使绝缘体与整数体填充退化。
2004-09-28 cond-mat.str-el
Confinement-induced metal-to-insulator transition in strained LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ superlattices
使用密度泛函理论计算包括Hubbard $U$项，我们探讨了应变和约束的影响，对电子基态的超晶格包含带绝缘体LaAlO $_3$和相关的金属LaNiO $_3$。除了在顶端氧的空穴的抑制，一个中心特征是在单晶胞超晶格中对应变的不对称响应：对于拉伸应变，带隙由于在具有1.45 $μ_{\rm B}$和0.71 $μ_{\rm B}$的两个不同磁矩的Ni位点处的电荷交换而打开。在压缩应变下，由于$d_{3z^2-r^2}$带通过半金属状态重叠，电荷分离几乎被淬灭，带隙塌陷。电子行为的这种不对称性与在拉伸和压缩应变下八面体扭曲和旋转的差异有关。随着（LaAlOPDMATHABMN）$_n$ /（$_3$）$_n$超晶格的厚度从$n=1$增加到$n=3$，配体空穴密度和金属态迅速恢复。
2012-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Detecting edge degeneracy in interacting topological insulators through entanglement entropy
简并或无隙边缘态的存在是拓扑绝缘体的一个特征，但在存在相互作用子的情况下难以检测。从纠缠熵的角度提出了一种新的方法来获得边缘态的简并度，这对识别相互作用拓扑态是非常有用的。利用行列式量子蒙特卡罗方法，我们分别研究了一维和二维两种典型的费米子拓扑绝缘体模型的相互作用效应。在两个拓扑非平凡阶段，边退化减少的相互作用，但仍然是非平凡的。
2015-03-11 cond-mat.str-el
Quantified Degeneracy, Entropy and Metal-Insulator Transition in Complex Transition-Metal Oxides
理解复杂的相关氧化物及其相变一直是一个挑战。困难主要来自于多个自由度之间有趣的相互作用。虽然简并度在确定材料特性中可以发挥重要作用，但是没有明确的方法来量化和揭示其在具有复杂能带结构的实际材料中的作用。在这里，我们提出了一种方法来量化的“有效简并”相关的金属-绝缘体过渡引入类熵条款。这个新的量很好地描述了过渡金属氧化物的电子行为作为外部和内部参数的函数。以$3d$钛酸盐、$4d$二烯酸盐和$5d$铱酸盐为例，我们证明了这个新的有效量为理解这些系统及其相变提供了有用的见解。对于LaTiO $_3$ /LaAlO $_3$超晶格，我们提出了一种新的“简并控制”金属-绝缘体转变.
2018-10-01 cond-mat.str-el
Mott-Hubbard insulators for systems with orbital degeneracy
我们研究了在大库仑相互作用U的极限下，电子跳跃如何减小Mott-Hubbard带隙，并作为轨道简并度N的函数。结果支持这样的结论，即跳跃贡献大致随着\sqrt{N} W而增长，其中W是单粒子带宽，但是在某些模型中，对于足够大的N，发现到\sim NW行为的交叉。
1997-01-21 cond-mat.str-el
The metal-insulator transition in the organic conductor $β^{\prime\prime}$-(BEDT-TTF)$_{2}$Hg(SCN)$_{2}$Cl
我们用X射线、电输运、ESR、Raman和红外光谱研究了$β^{\prime\prime}$ -（BEDT-TTF）$_{2}$ Hg（SCN）$_{2}$ Cl的金属-绝缘体转变。磁性和振动光谱同时揭示了沿堆叠方向$a$逐渐二聚，设置在已经在150 K的交叉温度从金属到绝缘状态。提取自旋能隙$Δ_σ= 47$ meV。从低于55 K的活化电阻率行为导出电荷间隙$Δ_ρ=60$ meV。在$T_{\rm CO} = 72$ K下，C=C振动模式揭示了随着$2δ_ρ=0.34e$的电荷交换，电荷有序态的发展
2017-06-28 cond-mat.str-el
Valence changes associated with the metal-insulator transition in Bi$_{1-x}$La$_x$NiO$_3$
钙钛矿型BiNiO $_3$是一种绝缘反铁磁体，其中在Bi位发生电荷分离。La替代Bi抑制了电荷的极化，使体系金属化。我们测量了Bi $_{1-x}$ La $_{x}$ NiO $_{3}$的光电子能谱和X射线吸收（XAS）谱，研究了La掺杂对电子结构的影响。从Ni $2p$ XAS中，我们观察到Ni的价态从2+向3+增加。结合芯能级光电子能谱研究，发现Bi的平均价态仍为$\sim 4+$，Ni的价态表现为$\sim (2+x)+$，即La的取代导致Ni位的空穴掺杂.在价带光电子能谱中，我们观察到$x>0$的费米截止，与La掺杂化合物的金属行为一致。通过组态相互作用团簇模型计算分析了Ni $2p$ XAS、Ni $2p$芯能级光电子能谱和价带光电子能谱，发现谱线形状与Ni $^{2+} \to$ Ni $^{3+}$的价态渐变一致.
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and metal-insulator transitions in coupled spin-fermion systems
我们使用量子蒙特卡罗方法来确定耦合正方晶格自旋和费米平面的磁性和输运性质，作为金属-绝缘体界面的模型。具体地说，具有层内交换常数$J$的伊辛自旋层通过耦合$J_H$与几个相邻金属片的电子自旋相互作用。当化学势穿过能带中心时，即在半填充时，反铁磁（$J>0$）伊辛自旋的内尔温度因与金属的耦合而提高，而在铁磁情况下（$J<0$），金属的自由度降低了有序温度。在前一种情况下，费米能谱中出现了一个能隙，驱动绝缘行为，电子自旋也是有序的。这种诱导的反铁磁性穿透更弱的距离从界面增加，也表现出非单调依赖于$J_H$。对于掺杂晶格，当电子移动到界面层以保持半填充时，发生有趣的电荷分离。
2014-09-29 cond-mat.str-el
Charge disproportionation and site-selective local magnetic moments in the post-perovskite-type Fe$_2$O$_3$ under ultra-high pressures
原型$3d$ Mott绝缘体赤铁矿Fe $_2$ O $_3$是在地球下地幔矿物学中起重要作用的基本氧化物组分之一。它的高压-温度行为，如电子性质、状态方程和相稳定性，对于理解地球内部的性质和演化具有重要意义。本文采用密度泛函加动力学平均场理论（DFT+DMFT）方法研究了超高压下Fe $_2$ O $_3$的电子结构、磁性和晶格稳定性.在Mott转变附近，Fe $_2$ O $_3$表现出一系列复杂的电子，磁性和结构转变。特别是，它使相变的金属后钙钛矿晶体结构和位点选择性的局部时刻后，压缩超过75 GPa。我们发现，位置选择性相变伴随着Fe离子的电荷交换，与Fe $^{3\pm δ}$和$δ\sim 0.05$ - $0.09$，这意味着电子相关性和晶格之间的复杂的相互作用。我们的研究结果表明，在Fe $_2$ O $_3$中的位置选择性局部矩持续到$\sim$ 200-250 GPa的超高压，即，远远高于核幔边界后者可能对理解地球下地幔的速度和密度异常产生重要影响。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin gap in low-dimensional Mott insulators with orbital degeneracy
本文考虑交换哈密顿量H_ST = -J Sum_{<rr'>}（2 S_r S_r' - 1/2）（2 T_r T_r' - 1/2）描述两个各向同性的自旋为1/2的海森堡反铁磁体通过等价键上的四次项耦合.该模型是相关的轨道简并和强电子振动子耦合在大哈伯德排斥极限的系统。为了研究基态性质，我们使用格林函数蒙特卡罗，计算能隙和关联函数，后者通过向前行走技术。在一维空间中，我们发现其基态是价键二聚体的“晶体”。在二维中，自旋能隙在热力学极限下似乎是有限的，而且，一致地，交错磁化--尼尔长程序的信号--似乎消失了。然而，从二聚体-二聚体关联函数的分析中，我们没有发现价键晶体的迹象。自旋液体似乎是一个与我们的研究结果相一致的合理方案。
1998-09-01 cond-mat.str-el
Ground state oxygen holes and the metal-insulator transition in the negative charge transfer rare-earth nickelates
稀土钙钛矿型镍酸盐的金属-绝缘体转变和有趣的物理性质近年来引起了人们的广泛关注。然而，对这些材料的全面理解仍然是难以捉摸的。在这里，以NdNiO 3薄膜作为一个代表性的例子，我们利用X射线吸收和共振非弹性X射线散射（RIXS）光谱的组合来解决稀土镍酸盐的复杂的电子结构的重要方面。在RIXS光谱中观察到的束缚和连续激发的不寻常的共存提供了强有力的证据，这些材料的基态中的氧2 p空穴的丰度。利用团簇计算和安德森杂质模型解释，我们表明，这些不同的光谱特征来自Ni 3d 8配置以及氧2 p价带中的空穴，证实了这些材料不服从传统的正电荷转移图片，而是表现出负电荷转移能量的建议，与最近的模型解释的金属到绝缘体的转变，在键的反折。
2016-07-22 cond-mat.str-el
Topological Insulators from Electronic Superstructures
在考虑自旋轨道耦合和电子关联的最小双轨道模型下，研究了通过自发形成电子超结构实现拓扑绝缘体的可能性.使用平均场近似，我们表明，该模型表现出几种不同类型的电荷有序绝缘体，其中的电荷practionation形成蜂窝或kagome超结构。我们发现，在强自旋轨道耦合的存在下，电荷有序绝缘体可以是拓扑绝缘体，表现出量子化的自旋霍尔电导。它们的带隙依赖于电子相关性以及自旋轨道耦合，甚至在过渡到平凡电荷有序绝缘体时随着无质量狄拉克色散而消失。我们的结果为利用自旋轨道耦合和电子关联的相互作用实现和控制量子物质的拓扑态提供了一条新的途径。
2016-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superlattice formation lifting degeneracy protected by non-symmorphic symmetry through a metal-insulator transition in RuAs
Bi助熔剂法制备的RuAs单晶在T_MI1~255 K和T_MI2~195$ K具有明显的金属-绝缘体连续相变。X射线衍射分析表明，在T_MI_2以下的原始晶胞中形成了3x 3x 3的超晶格，并伴随着由正交晶系向单斜晶系的转变。在基态也没有看到Ru离子的简单二聚化。在核四极共振（NQR）谱中观察到的多个As位置也证明了超晶格在基态的形成，这被澄清为超晶格。在T_MI1处的1/T_1的发散表明，由金属-绝缘体转变引起的对称性降低伴随着某些自由度的强临界涨落。利用绝缘态的结构参数，第一性原理计算成功地再现了多As位核四极频率的合理大小，保证了结构参数的高度有效性。计算还给出了一个显着的抑制在费米能级附近的态密度（DOS），虽然间隙开放是不够的。耦合调制的计算Ru d电子数和晶体结构提出了形成的电荷密度波（CDW）的RuAs。一些缺乏的因素仍然存在，但它表明，通过超晶格形成的非对称性保护的简并度的提升是RuAs金属-绝缘体转变的关键因素。
2018-04-12 cond-mat.str-el
Disentangling lattice and electronic contributions to the metal-insulator transition from bulk vs. layer confined RNiO$_3$
在复杂的氧化物材料中，电子性质的变化通常与晶体结构的变化有关，这就提出了电子和晶格效应在驱动金属-绝缘体转变中的相对作用的问题。本文提出了一个结合的理论和实验分析的金属-绝缘体转变的NdNiO $_3$晶体结构的依赖性，特别是比较散装材料的性能，一个和两个层之间的多个电子惰性NdAlO $_3$反层生长的NdNiO $_3$样品在超晶格。比较放大和验证了在以前的论文中开发的理论方法，并解开电子和晶格的贡献，通过一个独立的变化。在块状NdNiO $_3$中，相关性不足以自身驱动金属-绝缘体转变：需要晶格畸变。超薄膜表现出两种额外的电子效应和一种晶格相关效应。电子效应是量子限制，导致电子哈密顿量的维数减少，以及由于反层引起的键角变化而增加的电子带宽。我们发现限制效应更为重要。晶格效应是由于晶格振动传播到约束材料中的成本而导致的刚度增加。
2019-07-20 cond-mat.str-el
Orbital liquid in three dimensional Mott insulator: $LaTiO_3$
本文提出了莫特绝缘体$LaTiO_3$的自旋和轨道态理论。立方晶体中$d^1(t_{2g})$离子间的自旋-轨道超交换相互作用在经典水平上具有病态的轨道简并。量子效应消除了这种简并性，并导致形成相干基态，其中$t_{2g}$能级的轨道矩被完全猝灭。我们发现一个有限的轨道激发间隙。在无阻简立方晶格上，局部自由度的这种无序状态是极不寻常的。轨道液态自然地解释了观测到的$LaTiO_3$的异常。
2000-08-02 cond-mat.str-el
A Simple Treatment of Metal-Insulator Transition: Effects of Degeneracy, Temperature and Applied Magnetic Field
一个简单的奴隶玻色子表示与Hartree-Fock近似Hund的规则耦合相结合，介绍了一个双退化的窄带，它承担了直接关系，以前介绍的非退化的情况下。也就是说，在外加磁场存在的情况下，保持自旋算符的费米子表象以适当地恢复费米子准粒子的能量。一个简单的两参数平均场分析的变磁性，强调的作用，洪德规则耦合。我们还分析了自旋分裂有效质量在外场和非半满带情况下的出现。Mott-Hubbard边界在非零温度（T>0）下确定;它随着T和场的增加而向较低的相互作用移动，这表明磁场的局部化效应，在附录中计算的磁化率行为中明确显示出来。我们还制定了一个更一般的两参数旋转不变的方法为任意退化d的等价轨道，并表明，Mott-Hubbard过渡在零温度和任何整数填充n>1总是不连续的。对实验情况也作了简要的概述。
1997-11-06 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition and local-moment collapse in negative charge-transfer CaFeO$_3$ under pressure
采用完全自洽的密度泛函理论（DFT）+动力学平均场方法，计算了压力下顺磁性CaFeO $_3$的电子结构、自旋和电荷态以及结构相稳定性.我们表明，在环境压力下，CaFeO $_3$是一个负电荷转移绝缘体，其特征在于强本地化的Fe $3d$电子。它以单斜$P2_1/n$晶体结构结晶，晶格具有协同呼吸模式畸变。虽然Fe $3d$ Wannier职业和局部矩与绝缘$P2_1/n$相中Fe离子的强大电荷分离一致，但分别具有“收缩”和"膨胀“氧八面体的结构不同的Fe A和Fe B离子周围的物理电荷密度差相当弱，$\sim$ 0.04。这意味着Fe $3d$和O $2p$负电荷转移的重要性，并支持形成的键的反式状态，其特征在于Fe A $3d^{5-δ}\underline{L}^{2-δ}$和Fe B $3d^5$价态配置与$δ\ll 1$，在协议与Fe $3d$和O $2p$状态之间的强杂化。当压缩到高于$\sim$ 41 GPa时，CaFeO $_3$经历绝缘体-金属相变（IMT），其伴随着向正交$Pbnm$相的结构转变。相变伴随着晶格的合作呼吸模式畸变的抑制，因此，导致Fe离子的键分解的熔化。我们的分析表明，IMT过渡与轨道相关的Fe $3d$电子的离域，并导致显着的崩溃的本地磁矩。我们的研究结果暗示了电子相关性和结构效应的相互作用对解释CaFeO $_3$的性质至关重要。
2021-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Insulator-Metal transition in the Doped 3d1 Transition Metal Oxide LaTiO3
用从头算LDA+DMFT方法研究了$La_{1-x}Sr_{x}TiO_{3}$中掺杂诱导的绝缘体-金属相变。结合LDA能带结构的实际，扭曲的结构，最近发现的多轨道DMFT治疗电子相关性，我们发现：$(i)$铁轨道顺序在莫特绝缘状态下没有轨道简并，$(ii)$连续填充诱导过渡到顺磁金属（PM）与$x$，和$(iii)$优秀的定量协议与发表的光电发射数据的情况下，6%的掺杂。我们的结果表明，该系统可以被描述为一个没有轨道（液体）简并的Mott-Hubbard系统。
2003-09-16 cond-mat.str-el
Tunable site- and orbital-selective Mott transition and quantum confinement effects in La$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_3$ nanoclusters
利用动力学平均场论（DMFT）研究了有限尺寸La $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_3$（LCMO）纳米团簇的电荷和轨道关联.在将LCMO纳米结构化为3 nm直径的簇时，尺寸减小在高温顺磁相中诱导绝缘体到金属的转变。这归因于具有不同标称价态的Mn位点之间的电荷交换的减少[Das等人，物理修订信函107，197202（2011）]。在这里，我们表明，在进一步减少系统的大小到几个原子的纳米团簇，量子限制效应开始发挥作用。这导致相反的效果：纳米团簇再次变成绝缘的，并且Mn位之间的电荷交换以及轨道极化增强。电子掺杂通过外部栅极电压上的几个原子的纳米团簇被发现触发的位置和轨道选择性莫特转变。我们的研究结果表明，LCMO纳米团簇可用于实现技术设备，利用接近莫特过渡及其控制的大小和栅极电压。
2015-04-30 cond-mat.str-el
Signatures of polarized chiral spin disproportionation in rare earth nickelates
本文利用磁共振X射线散射研究NdNiO$_3$薄膜，发现自旋歧化态具有沿(101)$_\mathrm{ortho}$方向传播的手性螺旋磁序，并结合理论计算证实了能量稳定的Zhang-Rice类单重态自旋歧化态，揭示了其与不正当铁电行为之间的潜在多铁性耦合。
2024-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase diagram description of the CaCu$_3$Fe$_4$O$_{12}$ double perovskite
CaCu $_3$ Fe $_4$ O $_{12}$在210 K以上的温度下表现出从铁磁绝缘相到顺磁金属相的温度诱导转变，在铁磁绝缘相中，Fe表现出电荷极化，如Fe $^{3+}$和Fe $^{5+}$，其中存在Fe $^{4+}$。为了描述它，我们提出了一个微观有效模型，其中两个互穿的亚晶格分别为Fe $^{(4-δ)+}$和Fe $^{(4+δ)+}$，即Fe-电荷反式的$δ$。我们包括所有的$3d$ -Fe轨道：$t_{2g}$局域轨道，自旋3/2和磁耦合，加上两个退化巡回$e_g$轨道与本地和最近邻（NN）电子相关，和跳跃之间的NN $e_g$轨道相同的对称性。Allub和Alascio先前提出了一个模型来描述LaCu $_3$ Fe $_4$ O $_{12}$从顺磁性金属到反铁磁性绝缘体的相变，该相变由温度或压力引起，涉及Fe和Cu离子之间的电荷转移，与Fe-电荷转移相反。对CaCu $_3$ Fe $_4$ O $_{12}$提出的模型进行修正，以考虑两种化合物之间的这种差异，使用格林函数方法获得巡游Fe轨道的态密度。计算了CaCu $_3$ Fe $_4$ O $_{12}$的相图，包括表现出Fe-电荷分离的相，其中每个位点的两个eg轨道被对称占据，以及表现出局部轨道选择性/$e_g$轨道不对称占据的新相。这两种相都可能表现出顺磁性和铁磁性。我们确定的模型参数，最…
2018-04-16 cond-mat.str-el
Imprint of topological degeneracy in quasi-one-dimensional fractional quantum Hall states
我们考虑一个环形的超导体-绝缘体-超导体约瑟夫森结，绝缘体是一个双层的电子和空穴在阿贝尔分数量子霍尔态相同的填充。当两个超导体的间隙的边缘模式，系统具有拓扑基态简并在热力学极限类似于分数量子霍尔简并环上。在准一维极限中，绝缘体的宽度变小，基态能量分裂。我们讨论了几个影响的拓扑退化生存的交叉准一维极限。特别地，约瑟夫森效应示出了$2πd$ -周期性，其中$d$是二维极限中的基态简并度。我们发现，在两个超导体之间的相对相位的特定值处，存在受保护的交叉点，其中简并度没有完全解除。如果绝缘体是时间反演不变的分数拓扑绝缘体，这些特征也会出现。我们描述了后者使用耦合线的基础上建设。此外，当超导体被具有适当磁序的系统取代时，通过自旋翻转反向散射使边缘间隙，约瑟夫森效应被自旋约瑟夫森效应取代。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The classical-quantum disproportionation transition and magnetic ordering in RNiO$_3$ nickelates
Ural Federal University（乌拉尔联邦大学）；M.N. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所）
RniO3镍酸盐中电荷 disproportionation转变和磁序的量子-经典相变研究
2025-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
X-ray spectroscopy of rare-earth nickelate LuNiO$_3$: LDA+DMFT study
我们提出了一个代表性的稀土镍酸盐LuNiO $_3$的共振非弹性X射线散射（RIXS）和X射线吸收的计算研究。我们研究了金属-绝缘体/位置-极化转变的光谱变化。特别是，我们解决的问题，这两种方法的位置选择性在purifionated绝缘相和签名的金属-绝缘体过渡的RIXS光谱的荧光样功能。为此，我们采用局域密度近似+动力学平均场论（LDA+DMFT）方法结合组态积分方法计算芯能级谱。
2020-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sensitivity of the Mott Transition to Non-cubic Splitting of the Orbital Degeneracy: Application to NH3 K3C60
在动力学平均场论中，我们研究了二重轨道简并哈伯德模型的金属-绝缘体跃迁随简并度分裂Δ的变化。在U-Δ平面的相图显示了双带和单带金属，以及莫特绝缘体。关联双带金属很容易被一个非常弱的分裂Δ<< W驱动到绝缘体态，其量级为近藤峰宽zW，其中z << 1是金属准粒子的权重。这一结果的可能相关性的绝缘体-金属过渡的正交膨胀富勒烯NH3 K3 C60进行了讨论。
2002-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Model for Metal-Insulator Transition in Graphene Superlattices and Beyond
我们提出了一个双轨道的哈伯德模型在一个新兴的蜂窝晶格来描述扭曲双层石墨烯的低能物理。我们的模型为研究最近观察到的金属-绝缘体相变、朗道能级简并提升和非常规超导提供了理论基础。
2018-07-27 cond-mat.str-el
Key role of lattice symmetry in the metal-insulator transition of NdNiO3 films
块体NdNiO 3表现出金属-绝缘体转变（MIT）的温度降低，也可以看到在拉伸应变膜。相比之下，在大的压缩应变下的膜通常在所有温度下保持金属性。为了澄清这种行为的微观起源，我们使用位置平均会聚束电子衍射在扫描透射电子显微镜来表征应变NdNiO 3薄膜的MIT温度以上和以下。我们表明，对称性降低结构的变化发生在拉伸应变膜的情况下，它经历了MIT，但在压缩应变膜缺席。利用空间群对称性的参数，我们表明，这些结果支持键长伸缩模型的MIT在稀土镍酸盐。此外，这些结果提供了深入了解的非费米液相中观察到的膜的MIT是缺席。
2016-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Electron Correlation, Orbital Degeneracy and Jahn-Teller Coupling in Perovskite Manganites
库仑相互作用，轨道简并和Jahn-Teller耦合在双交换模型中的作用进行了研究锰钙钛矿氧化物。我们研究了未掺杂的莫特绝缘体以及空穴掺杂的金属-绝缘体转变，特别是铁磁金属的强非相干性。我们导出了所有自旋都在二维平面内完全极化的模型，并利用量子蒙特卡罗方法研究了它们的基态性质。在半填充时，$e_{g}$电子数平均为每个位点一个，库仑相互作用打开Mott能隙并诱导交错轨道有序。然而，如果Jahn-Teller耦合不存在，则Mott间隙的打开比平均场结果慢得多。强关联和Jahn-Teller耦合之间的协同作用极大地增强了Mott能隙振幅，并再现了Jahn-Teller畸变的真实振幅和稳定能量。在掺杂时，由库仑相互作用稳定的轨道有序立即被破坏。对于金属-绝缘体转变，金属中的短程轨道相关性显著增强，这应该与实验中观察到的电荷动力学的强不相干性有关。此外，我们的模型，表现出一致的$d_{x^{2}-y^{2}}$轨道在一个广泛的区域的掺杂与实验指示。
1998-08-13 cond-mat.str-el
Novel electronic behavior driving NdNiO3 metal-insulator transition
我们提出的证据表明，在拉伸应变NdNiO 3（NNO）薄膜中的金属-绝缘体转变（MIT）是由电子密度的重新分布促进的，既不需要Ni电荷的分离，也不需要对称性的改变[1，2]。由于在薄NNO膜的外延拉伸应变诱导的$e_g$ $d_{x^2-y^2}$轨道（$s_{3z^2-r^2}$）的优先占用，我们建议较大的转移积分的轨道状态与O 2 p介导的电子密度从Ni原子的重新分配。通过低于MIT温度的共振非弹性X射线散射直接观察到Ni $d_{x^2-y^2}$轨道占据的减少。此外，在Nd的L3边缘的X-射线吸收测量的Nd电荷占有率的增加。自旋-轨道耦合和晶体场效应结合起来，打破了Nd 5d态的简并性，使Nd $e_g$ $d_{x^2-y^2}$轨道的能量向费米能级移动，使A位点在MI跃迁期间成为活性受体。这项工作确定了迁移的电子从Ni 3d的Nd 5d轨道通过MIT。我们提出的绝缘间隙打开之间的Ni 3d和O 2 p导致Ni 3d电子本地化介导的电荷损失。这种转变似乎既不是纯粹的Mott-Hubbard，也不是简单的电荷转移。
2015-07-16 cond-mat.str-el
Coupled Spin-Density-Wave and Bond-Order Driven Metal-Insulator Transition in Altermagnetic CsCr$_2$S$_2$O
Hangzhou Normal University（杭州师范大学）；Zhejiang University（浙江大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
本研究通过第一性原理计算，揭示了交替磁体CsCr$_2$S$_2$O中，已存在的C型反铁磁序与电子关联协同，通过轨道选择性机制，驱动键序与次级自旋密度波耦合，实现金属-绝缘体转变的新机制。
2026-07-31 cond-mat.str-el
Hole doping in a negative charge transfer insulator
$RE$ NiO $_3$是一个负电荷转移能量系统，并表现出温度驱动的金属-绝缘体转变（MIT），这也伴随着键分解（BD）转变。为了探索空穴掺杂对BD跃迁的影响，我们利用同步辐射实验和{ \it ab-initio}计算方法研究了Nd $_{1-x}$ Ca $_x$ NiO $_3$单晶薄膜的电子结构.对于一个小的$x$值，我们发现，掺杂的空穴被定位在一个或多个Ni站点周围的掺杂剂Ca $^{2+}$离子，而BD状态的其余部分的晶格保持完整。有效电荷转移能（$Δ$）随Ca浓度的增加而增加，在高于临界$x$时不利于BD相的形成，抑制了绝缘相的形成。我们目前的研究坚定地表明，BD模式的外观是必不可少的MIT和解决了长期存在的争论的结构扭曲的$RE$ NiO $_3$系列的MIT的作用。
2022-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Composite Spin Liquid in Correlated Topological Insulator - Spin Liquid without Spin-Charge Separation
本文发现了一种新型的绝缘体-复合自旋液体，它可以看作是一种短程B型拓扑自旋密度波。复合自旋液体超越了传统自旋液体的分类，是一种拓扑有序的状态。基元激发是既有自旋自由度又有电荷自由度的“复合电子”，具有拓扑自旋织构。这种拓扑状态支持手征边缘模式，但没有拓扑简并。
2012-04-20 cond-mat.str-el
Electronic structure of negative charge transfer CaFeO3 across the metal-insulator transition
我们研究了钙钛矿CaFeO 3的外延薄膜的金属-绝缘体转变，该材料具有显著的氧配体空穴对其电子结构的贡献。我们发现，双轴拉伸和压缩应变抑制金属-绝缘体转变温度。通过结合硬X射线光电子能谱学，软X射线吸收光谱和密度泛函计算，我们解决了跨金属-绝缘体过渡的电子结构的元素特定的变化。我们表明，铁电子价金属和绝缘状态之间没有发生明显的变化，而O电子构型发生显着变化。这有力地支持了CaFeO 3的金属-绝缘体转变的键合模型，并突出了配体空穴在其电子结构中的重要性。然而，通过灵敏地测量配体空穴密度，我们发现在绝缘状态下它增加了~5-10%，这归因于Fe位点上的电子电荷的进一步局部化。这些结果提供了详细的了解负电荷转移化合物的金属-绝缘体转变，并应证明在其他后过渡金属化合物，如镍酸盐的金属-绝缘体转变的理解是有益的。
2018-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transition in Mn Perovskite Compounds
我们讨论了Mott绝缘和金属相的模型与$e_g$轨道简并理解锰钙钛矿化合物的物理。在此模型中讨论了量子Monte Carlo和Lanczos对角化结果。为了再现电荷间隙和Jahn-Teller扭曲的实验结果，我们表明，强关联效应和Jahn-Teller耦合之间的协同作用是重要的。非相干电荷动力学和强电荷涨落是金属相的特征，伴随着绝缘体附近短程轨道关联的临界增强。
1998-11-16 cond-mat.str-el
Metal-Insulator and Superconductor-Insulator Transitions in Correlated Electron Systems
通过控制填充在二维正方形晶格中的Mott绝缘体和金属之间的量子跃迁的特征在于大的动力学指数$z=4$，其中莫特绝缘体附近的不寻常的金属性质的起源归因于跃迁的接近。跃迁附近的标度表明，由于单粒子重整化的奇异动量依赖性，形成了平坦的色散区。平坦色散控制了莫特转变的关键特性。讨论了平坦色散对d波超导序的不稳定性。我们还讨论了Mott过渡的情况下，与轨道简并的Mn钙钛矿化合物的模型，其中轨道相关长度显示临界发散向金属-绝缘体过渡。
1998-08-05 cond-mat.str-el
Slave-Boson Functional-Integral Approach to the Hubbard Model with Orbital Degeneracy
本文对具有任意轨道简并度$D$的哈伯德模型发展了一种从玻色子泛函积分方法。它的鞍点平均场论与单带哈伯德模型的Gutzwiller近似是等价的。将我们的理论应用于双简并（$D = 2$）模型，并在顺磁态下对该模型进行了数值计算。讨论了交换相互作用对金属-绝缘体（MI）转变的影响。MI过渡的临界相互作用的轨道简并和电子占有率的函数解析计算。
1997-06-10 cond-mat.str-el
Effects of Orbital Degeneracy and Electron Correlation on Charge Dynamics in Perovskite Manganese Oxides
在双交换模型中考虑了$e_g$导带轨道简并和库仑相互作用，采用Lancz $\ddot{\rm o}$对角化方法研究了钙钛矿锰氧化物的电荷动力学.在莫特绝缘体附近的金属相中，发现自旋极化二维系统的光学电导率在较低的Hubbard带内表现出向宽的非相干结构的重量转移以及被抑制的Drude重量.它再现了实验结果的定性特征。作为一种轨道效应，我们发现，一个异常的电荷相关性在四分之一填充抑制相干电荷动力学和信号的前体电荷排序。
1999-05-19 cond-mat.str-el
Topological Order and Semions in a Strongly Correlated Quantum Spin Hall Insulator
本文提出了一个自洽的平均场框架来研究量子自旋霍尔绝缘体中强相互作用对蜂窝晶格的影响。我们确定了一个大的自旋轨道耦合和中间哈伯德相互作用的异国情调的阶段。该相在体中是带隙的，具有无隙边缘态并且不破坏任何对称性。相反，我们发现一个四倍的拓扑简并的基态的环面和分数激发与半离子相互编织统计。我们的工作突出了重要的主题，有趣的阶段出现在政权的强自旋轨道耦合和相互作用。
2011-10-20 cond-mat.str-el
Pristine Mott Insulator from an Exactly Solvable Spin-1/2 Kitaev Model
提出了一个具有时间反演不变性的自旋为1/2的二维砖格子模型，其中每个单胞由三个格点组成。我们发现基态是代数量子自旋液体态。自旋激发是无带隙的，能量色散在两个狄拉克点附近是线性的。基态在环面上具有三重拓扑简并性。打破时间反演对称性打开了一个体能隙，并且$Z_2$涡旋服从非阿贝尔统计。
2019-03-21 cond-mat.str-el
Bond Disproportionation, Ligand Holes, and Persistent Spin Textures in Ag$_2$BiO$_3$
University of Arkansas（阿肯色大学）；University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学培养协会）
本研究通过第一性原理计算揭示Ag$_{2}$BiO$_{3}$的$Pnn2$相为配体空穴驱动的键歧化绝缘体，且其高对称点附近存在由非简单对称性诱导的持久自旋织构，有望用于自旋电子学。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital degeneracy and Mott transition in Mo pyrochlore oxides
我们提出了一个有效的双带双交换模型上的烧绿石晶格理解复杂的相竞争钼烧绿石氧化物的理论结果。该模型包括三角场分裂下$e_g'$轨道的二重简并、轨道间库仑排斥、巡游$e_g'$电子与局域$a_{1g}$自旋之间的Hund规则耦合以及$a_{1g}$自旋之间的超交换反铁磁相互作用。通过蒙特卡罗模拟，在非限制型平均场水平上处理库仑排斥，得到了库仑排斥和超交换相互作用的低温相图。结果包括四个具有特征自旋和轨道顺序的主导相以及它们之间的金属-绝缘体转变。绝缘区域的特征在于沿局部$<111>$轴的$e_g'$轨道的“铁”型轨道排序，而与自旋排序无关。
2011-07-15 cond-mat.str-el
Reduced effective spin-orbital degeneracy and spin-orbital ordering in paramagnetic transition metal oxides: Sr2IrO4 vs. Sr2RhO4
我们讨论了顺磁材料中自旋轨道极化和有序的概念，并讨论了它们在过渡金属氧化物中的后果。将密度泛函和动力学平均场论相结合的方法推广到具有大自旋轨道相互作用的材料，研究了Sr 2 IrO 4和Sr 2 RhO 4顺磁相的电子激发.我们发现，自旋轨道相互作用，结构扭曲和库仑相互作用的相互作用抑制自旋轨道波动。结果表明，室温下Sr 2 IrO 4是顺磁自旋轨道有序的莫特绝缘体。在Sr 2 RhO 4中，有效的自旋-轨道简并度降低，但由于较小的自旋-轨道和较小的库仑相互作用，材料保持金属性。我们发现我们的从头计算Sr 2 RhO 4与角分辨光电发射很好的协议，并预测光谱的顺磁相Sr 2 IrO 4。
2011-07-07 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
