关联氧化物中的长程库仑相互作用与纳米尺度电子非均匀性

从纳米到介观尺度的电子、磁或结构非均匀性在庞磁电阻锰氧化物及其他过渡金属氧化物中似乎普遍存在，并且可能是其固有特性。我们在此表明，将最近为锰氧化物提出的量子双流体$\ell-b$模型[Phys. Rev. Lett., {\bf 92}, 157203 (2004)]扩展到包含长程库仑相互作用，可以出色地描述此类非均匀性。在$\ell-b$模型中，两种截然不同的电子态共存：一种是局域极化子态($\ell$)，另一种是扩展或宽带态($b$)。对于适合锰氧化物的模型参数，即使在简单的动力学平均场理论(DMFT)框架内，它也能定性和定量地描述锰氧化物中观察到的许多异常现象，包括庞磁电阻(CMR)。然而，在没有长程库仑相互作用的情况下，由这种模型描述的系统实际上会相分离，分别形成$l$和$b$电子的宏观区域。正如我们在本文中所示，在存在库仑相互作用的情况下，{\em 宏观}相分离被抑制，取而代之的是出现纳米尺度的极化子区域与带电子液滴交错分布，构成一种新型的量子库仑玻璃。我们的工作指出，强关联、长程库仑相互作用和掺杂离子无序的相互作用是纳米尺度非均匀性的起源，而非通常认为的无序阻挫相竞争。基于此，我们认为观测到的微米(介观)尺度非均匀性源于外部原因，例如裂纹和缺陷引起的应变。我们提出了可能的实验来验证我们的推测。