基于第一性原理的氧缺陷铁取代 SrTiO$_3$ 实验磁化强度的蒙特卡洛建模
材料科学
2023-07-27 v1 应用物理
摘要
基于过渡金属（TM）取代 SrTiO 的铁性材料已引起广泛关注，因为磁性和/或铁电性可通过阳离子取代与缺陷、应变和/或氧缺陷来调控。C. A. Ross 等人 [Phys. Rev. Applied 7, 024006 (2017)] 展示了 SrTiFeO（STF）在不同沉积氧压、衬底与磁场下的磁化行为。氧缺陷与铁性序之间的关系尚待充分理解，氧化学计量工程材料的全部潜力仍是一个开放问题。在此，我们使用杂化 DFT 计算 STF 中具多种 TM 分布的不同氧空位（）态。所得与 基态相关的阳离子磁态与排列（对应 ）被用于共线磁性的蒙特卡洛框架中以模拟自发磁化。我们的模型捕捉到若干实验 STF 特征，即：在中等空位数量处磁化呈现极大值，自约 （小 ）起单调淬灭，以及对于更大空位数量该饱和值下降更缓。此外，我们的方法进一步洞察了缺陷稳定化与磁化、空位密度以及使该铁性序最大化所需氧压之间的关系，并为未来基于机器学习的多铁氧化物计算合成提供了指导方针。
引用
@article{arxiv.2302.12174,
title = {First-principles based Monte Carlo modeling of oxygen deficient Fe-substituted SrTiO$_3$ experimental magnetization},
author = {Juan M. Florez and Miguel A. Solis Miquio and Emilio A. Cortés Estay and Eric Suárez Morell and Caroline A. Ross},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.12174},
year = {2023}
}