Orbital ordering, new phases, and stripe formation in doped layered nickelates

ドープされた層状ニッケル酸化物における軌道秩序,新しい相及びストライプ形成

堀田 貴嗣; Dagotto, E.*

Hotta, Takashi; Dagotto, E.*

層状ニッケル酸化物の基底状態の性質を、格子歪みと強く結合した軌道縮退ハバード模型に基づいて、数値的手法を用いて研究した。まず、ドープしていない極限=0において、スピン=1から成るネール状態が現われることを示した。次に、=1/2の場合、フント結合を大きくしていくと、CE-あるいはE-タイプと呼ばれる反強磁性状態が現われることを明らかにした。このとき、系は市松模様の電荷整列状態となるが、(/)-タイプの軌道秩序も同時に現われることが理論的に予言される。さらに、=1/3の場合、クーロン相互作用がスピンストライプを安定化させ、電子格子相互作用が電荷ストライプを生じさせることを見いだし、両方の相互作用が重要であることを明らかにした。

Ground-state properties of layered nickelates are investigated based on the orbital-degenerate Hubbard model coupled with lattice distortions, by using numerical techniques. The Nel state composed of spin =1 ions is confirmed in the undoped limit =0. At =1/2, novel antiferromagnetic states, called CE- and E-type phases, are found by increasing the Hund's coupling. (/)-type orbital ordering is predicted to occur in a checkerboard-type charge-ordered state. At =1/3, Coulombic and phononic interactions are found to be important, since the former stabilizes the spin stripe, while the latter leads to the striped charge-order.