PbCrO$_{3}$结构与电子性质的第一性原理DFT+$U$研究

我们进行了系统的第一性原理研究，计算了PbCrO$_{3}$、CrPbO$_{3}$及其等比例组合的结构、电子和磁性质。使用了局域密度近似(LDA)$+U$和广义梯度近似$+U$理论形式来考虑局域Cr 3d电子间强的在位库仑排斥。通过选择Hubbard $U$参数约为4 eV，可以获得铁磁和/或反铁磁基态，并且我们计算的晶格常数、体模量和状态方程与最近的实验[W. Xiao等人, PNAS 107, 14026 (2010)]吻合良好。这些ABO$_{3}$化合物中B$-$O键的键合性质表现出明显的共价特征，我们的电子转移研究表明，在PbCrO$_{3}$-CrPbO$_{3}$随机化合物中，离子性随着CrO$_{6/2}$八面体比例的增加而呈下降趋势。B$-$O键的长度决定了它们的晶格参数，因此清楚地表明，实验样品中异常大的体积和可压缩性是由于含有CrPbO$_{3}$，以及在压缩过程中PbO$_{6/2}$八面体向CrO$_{6/2}$八面体的转变所致。