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Orbital Effects in Solids: Basics, Recent Progress, and Opportunities
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2020-12-14 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00579 Daniel I. Khomskii 1 , Sergey V. Streltsov 2, 3
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2020-12-14 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00579 Daniel I. Khomskii 1 , Sergey V. Streltsov 2, 3
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The properties of transition metal compounds are largely determined by nontrivial interplay of different degrees of freedom: charge, spin, lattice, and also orbital ones. Especially rich and interesting effects occur in systems with orbital degeneracy. For example, they result in the famous Jahn–Teller effect, leading to a plethora of consequences for static and dynamic properties, including nontrivial quantum effects. In the present review, we discuss the main phenomena in the physics of such systems, paying central attention to the novel manifestations of those. After shortly summarizing the basic phenomena and their descriptions, we concentrate on several specific directions in this field. One of them is the reduction of effective dimensionality in many systems with orbital degrees of freedom due to the directional character of orbitals, with the concomitant appearance of some instabilities that lead in particular to the formation of dimers, trimers, and similar clusters in a material. The properties of such cluster systems, which are largely determined by their orbital structure, are discussed in detail, and many specific examples of those in different materials are presented. Another big field that has acquired special significance relatively recently is the role of the relativistic spin–orbit interaction. The mutual influence of this interaction and the more traditional Jahn–Teller physics is treated in detail in the second part of the review. In discussing all of these questions, special attention is paid to novel quantum effects.
中文翻译：
固体中的轨道效应：基础知识，最新进展和机遇
过渡金属化合物的性质在很大程度上取决于不同自由度的非平凡相互作用，这些自由度是电荷，自旋，晶格以及轨道的。在具有轨道简并性的系统中会发生特别丰富而有趣的影响。例如，它们导致著名的Jahn-Teller效应，从而导致静态和动态特性的过多后果，包括非平凡的量子效应。在本综述中，我们讨论了此类系统的物理现象，并集中关注了这些系统的新颖表现形式。在简要总结了基本现象及其描述之后，我们将重点介绍该领域中的几个特定方向。其中之一是由于轨道的方向性，在许多具有轨道自由度的系统中有效维数的减少，伴随出现某些不稳定性，特别是导致材料中形成二聚体，三聚体和类似簇。详细讨论了这种簇系的性质，这些性质很大程度上取决于它们的轨道结构，并给出了用不同材料制成的这些簇的许多具体实例。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。详细讨论了这种簇系的性质，这些性质很大程度上取决于它们的轨道结构，并给出了用不同材料制成的这些簇的许多具体实例。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。详细讨论了这种簇系的性质，这些性质很大程度上取决于它们的轨道结构，并给出了用不同材料制成的这些簇的许多具体实例。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。
更新日期：2020-12-14
中文翻译：
固体中的轨道效应：基础知识，最新进展和机遇
过渡金属化合物的性质在很大程度上取决于不同自由度的非平凡相互作用，这些自由度是电荷，自旋，晶格以及轨道的。在具有轨道简并性的系统中会发生特别丰富而有趣的影响。例如，它们导致著名的Jahn-Teller效应，从而导致静态和动态特性的过多后果，包括非平凡的量子效应。在本综述中，我们讨论了此类系统的物理现象，并集中关注了这些系统的新颖表现形式。在简要总结了基本现象及其描述之后，我们将重点介绍该领域中的几个特定方向。其中之一是由于轨道的方向性，在许多具有轨道自由度的系统中有效维数的减少，伴随出现某些不稳定性，特别是导致材料中形成二聚体，三聚体和类似簇。详细讨论了这种簇系的性质，这些性质很大程度上取决于它们的轨道结构，并给出了用不同材料制成的这些簇的许多具体实例。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。详细讨论了这种簇系的性质，这些性质很大程度上取决于它们的轨道结构，并给出了用不同材料制成的这些簇的许多具体实例。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。详细讨论了这种簇系的性质，这些性质很大程度上取决于它们的轨道结构，并给出了用不同材料制成的这些簇的许多具体实例。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。相对较近的另一个重要领域是相对论自旋-轨道相互作用的作用。该评论的第二部分详细讨论了这种相互作用与更传统的Jahn-Teller物理学的相互影响。在讨论所有这些问题时，要特别注意新颖的量子效应。
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