轨道选择性莫特化合物Ba$_2$CuO$_{4-\delta}$中电子关联驱动的轨道极化转变

新近发现的超导体Ba$_2$CuO$_{4-\delta}$费米能级附近的电子态主要由Cu $d_{x^2-y^2}$与$d_{3z^2-r^2}$轨道构成。我们利用以Lanczos方法为杂质求解器的动力学平均场理论,研究了在富空穴区模仿Ba$_2$CuO$_{4-\delta}$低能物理的有效两轨道Hubbard模型的电子关联效应与轨道极化。我们发现具有$3d^8$(Cu$^{3+}$)的空穴过掺杂Ba$_2$CuO$_{4-\delta}$在半满时处于轨道选择性莫特相(OSMP),且当电子填充接近$n_e\sim 2.5$时,Ba$_2$CuO$_{4-\delta}$中仍保留典型的两轨道特征,这非常接近高-$T_c$超导出现时实验上的空穴掺杂。我们还得到轨道极化在OSMP中非常稳定,且多轨道关联可驱动轨道极化转变。这些结果表明,在空穴过掺杂Ba$_2$CuO$_{4-\delta}$中,OSMP物理以及轨道极化、局域磁矩、自旋或轨道涨落依然存在。我们提出当前结果亦适用于Sr$_2$CuO$_{4-\delta}$及其他两轨道铜氧化物,这要求空穴过掺杂高-$T_c$铜氧化物中存在非常规多轨道超导图景。