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Sr$_4$Fe$_6$O$_{12}$ 中电荷序驱动的多铁行为:一项\textit{第一性原理}研究

强关联电子 2025-02-05 v1

摘要

在本信中,我们报告了层状混合价态过渡金属化合物 Sr4_{4}Fe6_{6}O12_{12} (SFO) 的结构、电子和铁电性质。我们展示了 SFO 如何从高温 (T) 中心对称四方相 (P42/mnmP4_{2}/mnm) 发生相变,转变为低温极性正交相 (Pmn21Pmn2_{1})。该相变主要由四面体 Fe 层的电荷序驱动,在两个共边四面体之间产生 Fe3+^{3+} 和 Fe2+^{2+} 阳离子。这种电荷序诱导了电子极化,其大小明显大于(3.5 倍)离子极化且方向相反,产生 0.05 C/m2^2 的净极化,与最先进的稀土镍化物和锰化物钙钛矿相当。由极性模式不可约表示 Γ5\Gamma_{5}^{-} 控制的结构畸变方向,敏感地依赖于 Fe 八面体层中磁序的类型。因此,离子和电子极化方向均受磁序影响,表明该材料具有强磁电耦合的多铁行为潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.02210,
  title  = {Charge Order Driven Multiferroic Behaviour in Sr$_4$Fe$_6$O$_{12}$: An $\textit{Ab-initio}$ Study},
  author = {Arindam Sarkar and Hena Das and Prashant Singh and Aftab Alam},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02210},
  year   = {2025}
}