Email this article 
Perekhod izolyator–kvazi-metall v nikelatakh RNi3 za predelami modeli Khabbarda i teorii funktsionala plotnosti
- Authors: Moskvin A.S1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 121, No 5-6 (2025)
- Pages: 431-440
- Section: Articles
- URL: https://journal-vniispk.ru/0370-274X/article/view/286588
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0370274X25030145
- EDN: https://elibrary.ru/FPEBXJ
- ID: 286588
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Переход изолятор–квази-металл, наблюдаемый в ян-теллеровских (JT) магнетиках ортоникелатах RNiO3 (R = редкие земли или иттрий Y), считается каноническим примером перехода Мотта, традиционно описываемого в рамках U–t-модели Хаббарда и теории функционала плотности. Однако на самом деле реальная диэлектрическая фаза никелатов является результатом зарядового диспропорционирования (CD) с образованием системы спин-триплетных (S = 1) электронных [NiO6]10− и бесспиновых (S = 0) дырочных [NiO6]8−-центров, эквивалентной системе эффективных спин-триплетных композитных бозонов в немагнитной решетке. Учитывая только зарядовую степень свободы, мы развиваем новую минимальную U–V –tb-модель для никелатов, используя модель зарядовых триплетов с псевдоспиновым формализмом и приближением эффективного поля. Показано существование двух типов CD-фаз, высокотемпературной классической CO-фазы с G-типом зарядового упорядочения электронных и дырочных центров и низкотемпературной квантовой CDq-фазы с переносом зарядовой и спиновой плотности между электронными и дырочными центрами, неопределенным значением валентности и спина для центров NiO6. Фазовая T-R диаграмма модели воспроизводит основные черты экспериментальной фазовой диаграммы для ряда RNiO3.
References
- M. L. Medarde, J. Phys.: Condens. Matter 9, 1679 (1997).
- S. Catalano, M. Gibert, J. Fowlie, J. ´Iniguez, J.-M. Triscone, and J. Kreisel, Rep. Prog. Phys. 81, 046501 (2018).
- D. J. Gawryluk, Y. M. Klein, T. Shang, D. Sheptyakov, L. Keller, N. Casati, Ph. Lacorre, M. T. Fernandez-D´ıaz, J. Rodr´ıguez-Carvajal, and M. Medarde, Phys. Rev. B 100, 205137 (2019).
- D. Khomskii, Transition Metal Compounds, Cambridge University Press, Cambridge (2014).
- A. S. Moskvin, J. Phys.: Condens. Matter, 25, 085601 (2013).
- A. Moskvin, Magnetochemistry, 9, 224 (2023).
- А. С. Москвин, ЖЭТФ 167, 412 (2025).
- A. S. Moskvin, Opt. Spectrosc. 121(4), 467 (2016).
- I. Leonov, N. Binggeli, Dm. Korotin, V. I. Anisimov, N. Stojic, and D. Vollhardt, Phys. Rev. Lett. 101, 096405 (2008).
- E. Pavarini, E. Koch, A. I. Lichtenstein, Phys. Rev. Lett. 101, 266405 (2008).
- M. Imada, A. Fujimori, and Y. Tokura, Rev. Mod. Phys. 70, 1039 (1998).
- N. F. Mott, Rev. Mod. Phys. 40, 677 (1968).
- A. Subedi, O. E. Peil, and A. Georges, Phys. Rev. B 91, 075128 (2015).
- Y. Lu, Z. Zhong, M. W. Haverkort, and P. Hansmann, Phys. Rev. B 95, 195117 (2017).
- H. Park, A. J. Millis, and C. A. Marianetti, Phys. Rev. Lett. 109, 156402 (2012).
- J. Varignon, M. N. Grisolia, J. ´Iniguez, A. Barth´el´emy, and M. Bibes, npj Quantum Mater. 2, 21 (2017).
- G. G. Guzm´an-Verri, R. T. Brierley, and P. B. Littlewood, Nature 576, 429 (2019).
- O. E. Peil, A. Hampel, C. Ederer, and A. Georges, Phys. Rev. B 99, 245127 (2019).
- A. B. Georgescu and A. J. Millis, Commun. Phys. 5, 135 (2022).
- H. Katayama-Yoshida, K. Kusakabe, H. Kizaki, and A. Nakanishi, Appl. Phys. Express 1, 081703 (2008).
- T. Ivanova, V. Petrashen, N. Chezhina and Y. Yablokov, Phys. Solid State 44 1468 (2002).
- M. N. Sanz-Ortiz, F.O Rodr´ıguez, J. Rodr´ıguez, and G. Demazeau, J. Phys.: Condens. Matter, 23, 415501 (2011).
- V. Scagnoli, U. Staub, A.M. Mulders, M. Janousch, G. I. Meijer, G. Hammerl, J. M. Tonnerre, and N. Stojic, Phys. Rev. B 73, 100409(R) (2006).
- A. S. Moskvin, Physica B 252, 186 (1998).
- I. I. Mazin, D. I. Khomskii, R. Lengsdor, J. A. Alonso, W. G. Marshall, R. M. Ibberson, A. Podlesnyak, M. J. Mart´inez-Lope, and M. M. Abd-Elmeguid, Phys. Rev. Lett. 98, 176406 (2007).
- A. S. Moskvin, Low Temp. Phys. 33, 234 (2007).
- A. S. Moskvin, Phys. Rev. B 79, 115102 (2009).
- A. S. Moskvin, Phys. Rev. B 84, 075116 (2011).
- S. Johnston, A. Mukherjee, I. Elfimov, M. Berciu, and G. A. Sawatzky, Phys. Rev. Lett. 112, 106404 (2014).
- M. Medarde, C. Dallera, M. Grioni, B. Delley, F. Vernay, J. M´esot, M. Sikora, J. A. Alonso, M. J. Mart´ınez-Lope, Phys. Rev. B 80, 245105 (2009).
- T. M. Rice and L. Sneddon, Phys. Rev. Lett. 47, 689 (1981).
- A. Moskvin and Y. Panov, Condens. Matter, 6, 24 (2021).
- A. S. Moskvin and Yu. D. Panov, JMMM 550, 169004 (2022).
- R. Micnas, J. Ranninger, and S. Robaszkiewicz, Rev. Mod. Phys. 62, 113 (1990).
- C. Zener, Phys. Rev. 82, 403 (1951).
- P. W. Anderson and H. Hasegawa, Phys. Rev. 100, 675 (1955).
- P. G. de Gennes, Phys. Rev. 118, 141 (1960).
- E. M¨uller-Hartmann and E. Dagotto, Phys. Rev. B 54, R6819 (1996).
- A. Moskvin, Magnetochemistry, 7, 111 (2021).
- A. S. Moskvin, JETP 132, 517 (2021).
- Y. M. Klein, M. Kozlowski, A. Linden, P. Lacorre, and M. Medarde, Cryst. Growth Des. 21, 4230 (2021).
- H. Sun, M. Huo, X. Hu J. Li, Z. Liu, Y. Han, L. Tang, Z. Mao, P. Yang, B. Wang, J. Cheng, D.-X. Yao, G.-M. Zhang, and M. Wang, Nature 621, 493 (2023).
- J. Ruppen, J. Teyssier, O. E. Peil, S. Catalano, M. Gibert, J. Mravlje, J. Triscone, A. Georges, and D. van der Marel, Phys. Rev. B 92, 155145 (2015).
Supplementary files
