(LaMnO$_{3}$)$_n$/(SrMnO$_{3}$)$_{2n}$ 超晶格中应变工程的磁有序

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们展示了 (LaMnO$_{3}$)$_n$/(SrMnO$_{3}$)$_{2n}$ (001) 超晶格（$n=1,2$）中磁有序对应变的强依赖性。外延应变消除了 Mn $e_{g}$ 轨道的简并性，从而诱导了固有的轨道有序，进而强烈影响 itinerant $e_{g}$ 电子的铁磁双交换作用，并与局域 $t_{2g}$ 电子的反铁磁超交换作用相互竞争。对于由 SrTiO$_3$ (001) 衬底诱导的拉伸应变情况，我们发现基态为 A 型反铁磁性和 $d_{x^2-y^2}$ 轨道有序，这与最近的实验结果 [S. J. May {\it et al.}, Nature Materials {\bf 8}, 892 (2009)] 非常吻合。相反，对于由 LaAlO$_3$ (001) 衬底诱导的压缩应变情况，我们预测基态为 C 型反铁磁性和 $d_{3z^2-r^2}$ 轨道有序。