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电荷掺杂对镍酸盐超晶格电子结构、轨道极化及结构畸变的影响

强关联电子 2015-06-04 v2 材料科学

摘要

利用第一性原理密度泛函理论计算,我们研究了 LaNiO3_3/SrTiO3_3 超晶格中电荷掺杂的影响。基于两种不同掺杂模拟方法的详细分析清楚地表明,电子和结构性质以系统的方式发生变化:随着掺杂电子数的增加,轨道极化(即两个 Ni-ege_g 轨道的相对占据数)降低,Ni 到顶角氧的距离增大。此外,NiO6_6/TiO6_6 八面体的旋转角度强烈且系统地依赖于掺杂,使得角度 γ\gamma 逐渐减小,而 α\alphaβ\beta 随电子掺杂的增加而增大。进一步分析表明,电子(空穴)掺杂在八面体旋转方面可以发挥与压缩(拉伸)应变相似的作用。我们的结果不仅提出了一种通过电荷掺杂控制轨道和结构性质的可能方法,也为理解氧空位等各种掺杂情况下的实验提供了有用信息。

关键词

引用

@article{arxiv.1306.0713,
  title  = {Effect of charge doping on the electronic structure, orbital polarization, and structural distortion in nickelate superlattice},
  author = {Heung-Sik Kim and Myung Joon Han},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1306.0713},
  year   = {2015}
}

备注

12 pages, 12 figures