标题： TlMnO$_3$及相关化合物中结构触发的轨道和电荷有序性 显示英文标题

标题： Structurally triggered orbital and charge orderings in TlMnO$_3$ and related compounds

摘要： 稀土钙钛矿（$R^{3+}$M$^{3+}$O$_3$），具有$e_g^1$的M$d$态电子占据，表现出不同类型的金属-绝缘体转变。 对于锰氧化物（M=Mn），金属-绝缘体转变通常由Jahn-Teller（$JT$）畸变引起，这些畸变稳定了锰位点上的轨道有序（OO）。 其中，LaMnO$_3$表现出$C$型有序结构，并且以$Pbnm$结构结晶。而TlMnO$_3$则表现出非常不同的$G$型有序结构，具有不寻常的$P\overline{1}$结构。 采用第一性原理计算和对称模式分析，我们阐明了TlMnO$_3$中$G$型OO的结构和电子起源。进一步地，我们研究了镍酸盐（M=Ni），其中金属-绝缘体转变由呼吸畸变驱动，这种畸变稳定了Ni位点上的电荷有序（CO）。 有趣的是，不同的$JT$和呼吸畸变与MO$_6$八面体畸变非常相似，并且源自理想的$Pm\overline3m$结构的高频声子模式。 我们的对比研究表明，遵循一个共同的触发机制，这些模式出现在各自的基态中。 显示英文摘要

摘要： Rare earth perovskites ($R^{3+}$M$^{3+}$O$_3$), with $e_g^1$ electronic occupation of the M $d$ states, display different types of metal-insulator transition. For manganites (M=Mn), metal-insulator transition is usually induced by the Jahn-Teller ($JT$) distortions, which stabilize orbital orderings (OO) at Mn sites. Among them, LaMnO$_3$ shows a $C$ type OO and crystallizes with $Pbnm$ structure. Whereas, TlMnO$_3$ shows a very distinct $G$ type OO with an unusual $P\overline{1}$ structure. Employing first principles calculations, and symmetry mode analysis we rationalize structural and electronic origin of $G$-type OO in TlMnO$_3$. Going further, we consider nickelates (M=Ni), where metal-insulator transition is driven by a breathing distortion, which stabilizes the charge ordering (CO) at Ni sites. Interestingly, different $JT$ and breathing distortions are very similar MO$_6$ octahedral distortions and stem from high frequency phonon modes of ideal $Pm\overline3m$ structure. Our comparative study reveals that following a common triggering mechanism these modes appear in their respective ground states.