光激发轨道极化与 RNiO$_3$ 中的 Jahn-Teller 效应
强关联电子
2026-04-22 v2
摘要
稀土镍族化合物中轨道自由度通常在温度驱动的金属-绝缘体相变过程中保持不活性，此时系统会发展出两种不等的 Ni 站位，伴随 Ni-O 键的不等化和 NiO 八面体的呼吸模态变形。本文表明，通过线性偏振光激发可诱导轨道极化。我们采用相互作用的多带紧密束缚模型结合实时的电子-离子-自旋动力学仿真，发现光激发的 d-d 跃迁会减弱 Ni 站位的局部磁矩，从而有效抑制激发态中的 Hund 耦合 J。重要的是，通过调节光偏振，这些跃迁可被强烈选取地轨道化，从而导致 e_g 轨道占据数的不平衡。由此产生的非平衡态特征为减小有效 J 值和轨道人口不均，随后对 Jahn-Teller (JT) 变形不稳定，驱动沿受共振激励的 JT 模态进行结构松弛。我们的结果表明，偏振控制的光激发为获取隐蔽的非热力学相及由新兴轨道有序性提供了通道，使我们能够在超快时刻内协同控制电荷、自旋和晶格等自由度。
引用
@article{arxiv.2604.18524,
title = {Photoinduced orbital polarization and Jahn-Teller effect in RNiO$_3$},
author = {Sangeeta Rajpurohit and Sheikh Rubaiat Ul Haque and Aaron M. Lindenberg and Peter E. Blöchl and Tadashi Ogitsu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18524},
year = {2026}
}
备注
5 pages, 4 figures