LiNiO2 和 NaNiO2 中的轨道与自旋物理
摘要
我们针对 轨道简并的 (Ni^{3+}) 过渡金属离子三角晶格推导了自旋-轨道哈密顿量，这些离子通过涉及 (O^{2-}) 阴离子的 90 度超交换相互作用，同时考虑了阴离子和过渡金属离子上的局域库仑相互作用。所推导的自旋-轨道模型中的相互作用具有强烈的阻挫，其中最强的轨道相互作用使得沿三个不同晶格方向的 Ni 离子对选择不同的轨道。在平均场理论所偏好的轨道有序相中，自旋-轨道相互作用可以通过破坏由强得多的轨道相互作用产生的 U(1) 对称性并恢复晶格的三重对称性来发挥重要作用。结果是，有效磁交换变得不均匀，并包含铁磁和反铁磁自旋相互作用。由于铁磁相互作用仍然占主导地位，这仍不足以解释化学计量 LiNiO_2 中磁有序的缺失以及磁化率的低温行为。为解释 LiNiO_2 和 NaNiO_2 物理性质中观测到的差异而提出的图像包括：Ni-O-Li-O-Ni 键的微小共价性导致 LiNiO_2 中层间超交换较弱，在存在更强的层内超交换与 Jahn-Teller 耦合竞争的情况下，不足以稳定轨道长程有序。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0507169,
title = {Orbital and spin physics in LiNiO2 and NaNiO2},
author = {Albert J. W. Reitsma and Louis F. Feiner and Andrzej M. Oles'},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0507169},
year = {2009}
}
备注
33 pages, 12 postscript figures, uses iopams.sty . This article features in New Journal of Physics as part of a Focus Issue on Orbital Physics - all contributions may be freely accessed at (http://stacks.iop.org/1367-2630/6/i=1/a=E05). The published version of this article may be found at http://stacks.iop.org/1367-2630/7/121