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【24h】

Superexchange mechanisms in an ideal 3d1 cubic system of the perovskite type

机译：理想钙钛矿型3d1立方系统中的超级交换机制

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In this article we extend the expression obtained by Kugel and Khomskii for cubic perovskites, where the transition metal ion has a 3d~1 electronic configuration with threefold (3dt_(28) orbital degeneracy. We derive an effective spin-orbital Hamiltonian by taking into account both the role of the oxygen on the bond between the transition metal ions and the role of the 3de_8 levels in superexchange processes, while no simplifications are done concerning the electron-electron interactions. A simple mean-field treatment yields a competition between an antiferromagnetic (AFM) and a ferromagnetic phase. The stability of these phases is driven by several parameters including the following: the ratio t_π/t_σ = {pdπ)/{pdσ) between 7r-type and a-type electron hoppings, the charge transfer gap △_(CT), the exchange (Hund's) coupling, the crystal field △_0 between the t_(28) and e_8 3d orbitals, and the "pseudo" crystal field gap △_(zx)~(oxy) between the oxygen 2p orbitals. The addition of the spin-orbit coupling is shown to be able to lead to a sensible reduction of the ordered magnetic moment in the AFM phase as well as the appearance of a weak ferromagnetic moment.
机译：在本文中，我们扩展了Kugel和Khomskii对立方钙钛矿获得的表达式，其中过渡金属离子具有3d〜1的电子构型，具有三倍（3dt_（28）轨道简并性）。氧在过渡金属离子之间的键上的作用以及3de_8能级在超交换过程中的作用，而对电子-电子相互作用没有进行任何简化。简单的平均场处理会产生反铁磁（ AFM）和铁磁相，这些相的稳定性由几个参数决定，这些参数包括：7r型和a型电子跳变之间的比率t_π/t_σ= {pdπ）/ {pdσ），电荷转移间隙△ _（CT），交换（Hund's耦合），t_（28）和e_8 3d轨道之间的晶场△_0，以及氧2p轨道之间的“伪”晶体场隙△_（zx）〜（oxy） 。显示出自旋轨道耦合的添加能够导致AFM相中有序磁矩的明显减小以及弱铁磁矩的出现。

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