掺杂钒酸盐Y1-xCaxVO3中的缺陷态与自旋轨道物理
强关联电子
2013-01-18 v1
摘要
我们提出了一个用于弱掺杂 Y1-xCaxVO3 钙钛矿中典型带电缺陷的模型，并研究了它们如何影响磁序与轨道序。从多带 Hubbard 模型出发，我们表明掺杂引入的电荷载流子在低掺杂下以约 1 eV 的大结合能束缚于 Ca 缺陷，并引起在光学光谱中观察到的带隙内吸收带。具有八个等距钒邻居的典型 Ca 缺陷的中心位置意味着部分填充的缺陷带，并允许由于库仑无序而产生的激活输运。我们在自旋轨道 t-J 模型的背景下探索了束缚电荷载流子对 (yz,zx) 轨道与自旋自由度动力学的影响。在推导出掺杂空穴周围的超交换相互作用后，我们表明从 G 型到 C 型反铁磁 (AF) 序的转变是通过双交换机制由掺杂空穴的动能触发的。缺陷态导致沿 c 轴铁磁链内轨道关联的局部改变；其中一些包含空穴缺陷，而电荷-轨道耦合在另一些中局部抑制了 (yz,zx) 轨道涨落。因此，Ca 缺陷为沿铁磁键的自旋轨道二聚化提供了一种物理机制，这表明在弱掺杂 Y1-xCaxVO3 的 C-AF 相中，二聚化随掺杂而增加。
引用
@article{arxiv.1301.4026,
title = {Defect states and spin-orbital physics in doped vanadates Y1-xCaxVO3},
author = {Peter Horsch and Andrzej M. Oles},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.4026},
year = {2013}
}
备注
26 pages and 18 figures