在氧化物顺磁体中,与位置对称性破缺竞争的自旋无序主导着金属-绝缘体行为

众多过渡金属氧化物具有低温反铁磁(AFM)态和高温顺磁(PM)相,其中AFM态通常为绝缘体,而PM相既可为绝缘体也可为金属。在不涉及强关联的情况下,该团队利用对称性破缺的密度泛函理论(DFT)获得了绝缘性NaFeO₃与新近发现的金属性NaOsO₃的PM相。通过分析磁性与位置对称性破缺之间的相互作用,研究人员发展了对顺磁氧化物中绝缘与金属行为的理解:绝缘带隙由自旋无序(导致不同大小局域磁矩的分布)与多晶型原子偏心位移分布之间的竞争所决定。而NaFeO₃具有较大的位置位移和较小的自旋无序诱导磁矩分布,从而产生绝缘PM相;相比之下,NaOsO₃则具有显著的自旋无序诱导磁矩分布,迫使PM相变为金属。该工作将这种对称性破缺竞争确立为一个通用框架,无需引入强关联即可解释过渡金属氧化物顺磁体中看似迥异的金属-绝缘体行为。

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提交arXiv: 2026-06-12 16:47

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