BiMeO3 多铁性材料及相关氧化物的电子结构
材料科学
2012-01-17 v1
摘要
我们通过软X射线发射（XES）和吸收（XAS）光谱对 BiMeO3（Me = Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni）系列的电子结构进行了系统研究。估算了该系列所有化合物的带隙值。对于 BiFeO3，通过 O Ka XES 和 O 1s XAS 的对齐，得到带隙约为 0.9 eV。BiNiO3 的 O 1s XAS 谱表明，空穴的形成是由于 Ni2+ 价态而非 Ni3+ 价态。我们发现，探测部分占据和空 O 2p 态的 BiMeO3 的 O Ka XES 和 O 1s XAS，分别与自旋极化能带结构计算得到的 O 2p 态密度一致。O Ka XES 谱显示该系列所有化合物中 Bi 6s-O 2p 杂化程度相同。我们在此论证，Bi 6s 孤对电子的立体化学活性必须辅以反演对称性破缺才能产生电极化。对于该系列中的两种多铁性材料 BiMnO3 和 BiFeO3，前者由于高度畸变钙钛矿结构中特定轨道序诱导的反铁磁序而打破反演对称性，后者则具有无反演对称中心的菱方晶体结构。
引用
@article{arxiv.0910.0290,
title = {Electronic structure of BiMeO3 multiferroics and related oxides},
author = {J. A. McLeod and Z. V. Pchelkina and L. D. Finkelstein and E. Z. Kurmaev and R. G. Wilks and A. Moewes and I. V. Solovyev and A. A. Belik},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.0290},
year = {2012}
}
备注
23 pages, 6 figures