Perekhod izolyator–kvazi-metall v nikelatakh RNi3 za predelami modeli Khabbarda i teorii funktsionala plotnosti

Переход изолятор–квази-металл, наблюдаемый в ян-теллеровских (JT) магнетиках ортоникелатах RNiO3 (R = редкие земли или иттрий Y), считается каноническим примером перехода Мотта, традиционно описываемого в рамках U–t-модели Хаббарда и теории функционала плотности. Однако на самом деле реальная диэлектрическая фаза никелатов является результатом зарядового диспропорционирования (CD) с образованием системы спин-триплетных (S = 1) электронных NiO610− и бесспиновых (S = 0) дырочных NiO68−-центров, эквивалентной системе эффективных спин-триплетных композитных бозонов в немагнитной решетке. Учитывая только зарядовую степень свободы, мы развиваем новую минимальную U–V –tb-модель для никелатов, используя модель зарядовых триплетов с псевдоспиновым формализмом и приближением эффективного поля. Показано существование двух типов CD-фаз, высокотемпературной классической CO-фазы с G-типом зарядового упорядочения электронных и дырочных центров и низкотемпературной квантовой CDq-фазы с переносом зарядовой и спиновой плотности между электронными и дырочными центрами, неопределенным значением валентности и спина для центров NiO6. Фазовая T-R диаграмма модели воспроизводит основные черты экспериментальной фазовой диаграммы для ряда RNiO3.