单轴应变下LaMnO$_3$中的磁性和轨道序：模型研究

从模型哈密顿量出发研究了单轴应变对LaMnO$_3$中电子结构和磁性的影响，该模型说明了Jahn-Teller相互作用、超交换相互作用和双交换相互作用之间的竞争。我们在模型中保留了三种主要的八面体畸变模式（$Q_1$、$Q_2$和$Q_3$），它们与Mn的$(e_g)$电子耦合。我们的结果表明，在无应变情况下，基态是A型反铁磁（AFM）绝缘态，与实验一致。在拉伸应变（沿c轴拉伸）下，基态变为铁磁态，并最终变为G$^\prime$型AFM结构；而在压缩应变下，我们发现A型转变为G型结构。轨道序在无应变情况下呈现众所周知的棋盘状$x^2-1 / y^2-1$结构，在压缩应变下基本保持相同特征，而在拉伸应变下则变为$z^2-1$特征。在我们的模型中，虽然$Q_1$和$Q_3$由应变分量$\varepsilon_{xx}$和$\varepsilon_{zz}$固定，但面内畸变模式（$Q_2$）的大小会变化以最小化总能量，并随拉伸应变缓慢减小，在进入FM态时完全消失。在我们的模型中，FM态是金属性的，而三种AFM态是绝缘性的。