准一维自旋链系统 Sr$_{3}$NiRhO$_{6}$ 的电子与磁学性质

我们利用\emph{ab initio}能带结构计算研究了准一维自旋链系统 Sr$_3$NiRhO$_6$ 的电子结构。广义梯度近似 (GGA) 下的自旋极化计算表明，Ni 和 Rh 具有有限磁矩，且在基态下沿链轴呈反铁磁耦合。虽然这些在局域自旋密度近似下获得的结果很好地描述了磁相，但该方法未能捕捉到实验观测到的绝缘行为。GGA+$U$ 计算表明，绝缘能隙的打开需要 Rh 4$d$ 电子间的在位库仑相互作用 $U_{dd}^{Rh}$ $\approx$ 2.5 eV 以及 Ni 3$d$ 电子间的关联作用 $U_{dd}^{Ni}$ $\approx$ 4.5 eV，这表明该系统为 Mott 绝缘体。$d$ 电子间的电子关联导致费米能级附近能带中 O 2$p$ 特征的显著增强，而 $d$ 能带出现在较低能量处。自旋向上态密度的能隙似乎非常小 ($\sim$ 0.12 eV)，而自旋向下态密度的能隙则 $>$ 2 eV，这表明在半导相中存在自旋极化导电的可能性。