FeO$_{2}$ 中的电子自旋转变：Fe(II) 与过氧根 O$_{2}^{2-}$ 的证据

含氧量高于赤铁矿（Fe$_{2}$O$_{3}$）的 FeO$_{2}$ 的发现——后者曾被认为是最富氧的铁化合物——对深部下地幔成分研究具有重要意义。与其他铁化合物相比，关于 FeO$_{2}$ 的报道有限，使其物理性质的研宄在基础凝聚态物理和地球科学中极具兴趣。即便 FeO$_{2}$ 中 Fe 的氧化态在理论工作中也存在争议，且尚无实验电子与磁性质测量的报道。在此，我们报道了由同步辐射实验观察到的压力诱导自旋态转变，且我们的计算结果解释了潜在机制。利用密度泛函理论和动力学平均场理论，我们计算了 Fe 随体积和 Hubbard 相互作用 $U$ 变化的自旋态，清楚表明 FeO$_{2}$ 中的 Fe 由 Fe(II) 和过氧根 O$_{2}^{2-}$ 构成。我们的研究表明，为揭示 FeO$_{2}$ 的结构与电子性质，必须正确处理的 Fe 3$d$ 轨道与 O$_{2}$ 分子轨道的定域性。