CaMnO3在块体与表面的交换相互作用
计算物理
2026-01-13 v1 材料科学
摘要
在本工作中，我们给出了通过第一性原理计算得到的CaMnO3 (CMO)的电子与磁学性质。我们利用密度泛函理论加Hubbard U计算确定了优先磁序，并使用磁力定理提取了有效交换参数(Jij's)。我们发现表面的几何弛豫以及晶体场的变化效应非常强，能够影响低能磁构型。特别地，我们的分析揭示出属于表面与次表面层的Mn原子之间的交换相互作用对结构变化非常敏感。早期的研究[A. Filippetti and W.E. Pickett, Phys. Rev. Lett. 83, 4184 (1999)]提出该耦合为铁磁性，并导致CMO表面的自旋翻转过程。在我们的工作中，我们证实了他们在未弛豫几何下的发现，但一旦考虑结构弛豫，该交换耦合便改变符号。因此，我们提出CMO的表面应具有与块体相同的G型反铁磁序。最后，我们展示了通过引入过量电子可在系统中诱导出所提出的SF。
引用
@article{arxiv.1610.07808,
title = {Exchange interactions of CaMnO3 in the bulk and at the surface},
author = {Samara Keshavarz and Yaroslav Kvashnin and Debora Rodrigues and Manuel Pereiro and Igor Di Marco and Carmine Autieri and Lars Nordstrom and Igor Solovyev and Biplab Sanyal and Olle Eriksson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.07808},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 13 figures