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轨道选择Mott转变的新机理

  轨道选择新的机制莫特改变

  电子运动局域化引起的金属绝缘体的相变一直是凝聚态物理研究的一个重要问题。金属绝缘体典型的相变过程可分为安德森过渡和莫特过渡。在凝聚态物理学领域,科学家们分别命名它们。安德森定位是由无序引起的,莫特定位是由电子之间的库仑排斥引起的。虽然Mott变换的概念早在半个世纪以前就被提出,但对于真实材料中Mott变换的性质,特别是在轨道退化系统中,还知之甚少。最近,在氧化钌和氧化钒的实验研究中,发现可能存在一种特殊的莫特转变。在这些典型的多轨系统中,当发生莫特跃迁时,只有3d轨道中的一个电子被定位,而3d轨道中的其他电子则保持游动。这种特殊的莫特转换被称为轨道选择莫特转换(OSMT)。对此的一个解释是,不同的3d轨道在相同的库仑排斥能量下产生不同带宽的能带,其中较窄的能量带领莫特变化。然而,进一步的实验研究发现,在CaxSr2-xRuO4中,第一个Mott跃迁最有可能发生在带宽较大的dxy轨道上,这与以前的理论解释完全不同。最近,T03物理学院的黛西博士与美国Rutgers大学的Luca de Medic博士,加拿大舍布鲁克大学的Syed Hassan博士和意大利罗马大学的M. Capone教授合作,提出了一种全新的轨道选择莫特移动机制,他们提出,在氧化钌的三个t2g轨道上,由于晶场分裂,两个退化的dxz / dyx和非退化的dxy轨道可以分为两个子系统,轨道简并度越大,莫特过渡发生的可能性就越小,所以莫特过渡首先发生在非退化的轨道上,而不是带宽,这是一种全新的OSMT机制,可以很好地解释莫特过渡CaxSr2-xRuO4。相关文章发表在Phys。Rev. Lett.102,126401,(2009)自然科学基金,国家重点基础研究发展计划和国际科技合作gy程序。点击

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