通过光伏效应探测$P r_{1-x} C a_x M n O_3$中的轨道有序相变

$Pr_{1-x}Ca_xMnO_3$的相图在x $\le$ 0.3时被修改，这提示需重新评估该掺杂区域中其他锰氧化物的相图。我们提出并非轨道有序相延伸至约800-1100 K的高温，而是自发轨道有序在接近室温处已丧失。在此温度以上，该相的特征为有限轨道极化和八面体倾斜模式。该倾斜模式与Jahn-Teller畸变耦合，从而诱导出剩余的轨道有序，其持续至高温，此时倾斜序也丧失。这解释了实验观测到的轨道有序持续至高温的现象。对轨道有序相变的重新评估基于在x=0.1的$Pr_{1-x}Ca_xMnO_3$外延薄膜中于220-260 K温度处观察到的多种物理性质异常，即在光伏效应、电输运、磁化、光学和超快瞬态泵浦探测研究中。基于紧束缚模型的有限温度模拟，其参数由第一性原理计算仔细调整，显示出x=0.1时在$T_{OO} \approx$ 300 K处发生轨道有序相变。这与块体样品在相同掺杂下于300 K(x=0.1)和350 K(x=0)处晶格参数的温度依赖变化实验观测一致，典型于二级相变。由于我们将轨道有序相变重新指定至较低温度挑战了公认且长期接受的图像，我们提供了多重互补测量结果以及详细讨论。