电荷和轨道有序锰氧化物中依赖于晶格形式的轨道形状和电荷歧化

通过X射线结构分析，分别对具有双层和单层Mn-O网络的半掺杂锰氧化物Pr(Sr$_{0.1}$Ca$_{0.9}$)$_2$Mn$_2$O$_7$和Eu$_{0.5}$Ca$_{1.5}$MnO$_4$，以及具有赝立方网络的Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_3$，研究了电荷和轨道有序相中名义Mn$^{3+}$和Mn$^{4+}$位点上的轨道形状和电荷歧化。在单层Eu$_{0.5}$Ca$_{1.5}$MnO$_4$体系中，观察到($y^2-z^2$)/($z^2-x^2$)型轨道形状，而在赝立方Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_3$体系中观察到($3y^2-r^2$)/($3x^2-r^2$)型轨道形状。在双层Pr(Sr$_{0.1}$Ca$_{0.9}$)$_2$Mn$_2$O$_7$体系中，发现轨道形状在热诱导的轨道条纹旋转时发生巨大变化。此外，在赝立方和双层体系中观察到明显的电荷歧化，而在单层体系中则没有。这些结果表明轨道形状和电荷歧化对Mn-O网络的维度敏感。