XXIX Международный симпозиум "Нанофизика и наноэлектроника", Н. Новгород, 10--14 марта 2025 г.
Фазовые переходы, рост кристаллов

Переход классическое-квантовое диспропорционирование и магнитное упорядочение в никелатах RNiO$_3$

А. С. Москвин^ab, Ю. Д. Панов<sup>a

a</sup> Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия
^b Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург, Россия

Аннотация: Переход изолятор-квазиметалл (bad metal), наблюдаемый в ян-теллеровских (JT) магнетиках ортоникелатах RNiO$_3$ (R = редкая земля, или иттрий Y) считается каноническим примером моттовского перехода, традиционно описываемого в рамках $U_{-t}$-модели Хаббарда. Однако реально диэлектрическая фаза никелатов представляет результат зарядового диспропорционирования (CD) с формированием системы спин-триплетных (S = 1) электронных [NiO$_6$]$^{10-}$ и бесспиновых (S = 0) дырочных [NiO$_6$]$^{8-}$ центров, эквивалентную системе эффективных спин-триплетных композитных бозонов, движущихся в немагнитной решетке. Эффективный гамильтониан CD-фазы включает учет локальных $(U)$ и нелокальных $(V)$ корреляций, переноса композитных бозонов $(t_b)$. В рамках приближения эффективного поля нами показано существование двух типов CD-фаз – высокотемпературной классической парамагнитной CO-фазы зарядового упорядочения электронных и дырочных центров, и низкотемпературной магнитной квантовой CDq-фазы с переносом зарядовой и спиновой плотности между электронными и дырочными центрами, “неопределенной валентностью” [NiO$_6$]$^{(9\pm\delta)-}$ (0 $\le\delta\le$ 1) и спиновой плотностью $(1\pm\delta)$/2 NiO$_6$-центров. В классической CO фазе спин-триплетные электронные центры окружены ближайшими немагнитными дырочными центрами, что “выключает” сильное сверхобменное взаимодействие ближайших соседей. Магнитное упорядочение в квантовой CDq-фазе определяется сильным традиционным сверхобменом и необычным механизмом бозонного двойного обмена.

Ключевые слова: никелаты, диспропорционирование, композитные бозоны, бозонный двойной обмен.

Поступила в редакцию: 06.03.2025
Исправленный вариант: 06.03.2025
Принята в печать: 05.05.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.06.60963.27HH-25

Реферативные базы данных:

•