有限温度下未掺杂锰化物 LaMnO$_3$ 中的自旋-轨道序

我们利用包含超交换和 Jahn-Teller 相互作用的模型，研究了未掺杂 LaMnO$_3$ 在温度升高下的自旋序和轨道序的演化。我们采用了多种团簇平均场计算方案，发现低温下共存 $A$ 型反铁磁（$A$-AF）和 $C$ 型交替轨道序。强关联 $e_g$ 轨道之间的 Jahn-Teller 耦合值由轨道转变温度 $T_{\rm OO}\simeq 780$ K 估算得出。通过对在位和在键关联的仔细分析，我们证明了自旋-轨道纠缠相当弱。我们验证了磁转变温度受键上纠缠的自旋-轨道算符以及纠缠的轨道算符的影响，但解耦此类算符引入的误差部分相互抵消。总而言之，这些结果证明了为何常用的解耦自旋-轨道模型在描述 LaMnO$_3$ 的磁性质和光谱权重的温度依赖性方面如此成功。