稀土钴酸盐晶体与电子结构的第一性原理研究
强关联电子
2016-07-27 v2 材料科学
摘要
使用密度泛函理论加自洽Hubbard (DFT)计算，我们研究了绝缘低自旋(LS)稀土钴酸盐\textit{R}CoO (\textit{R} = Pr -- Lu)的结构和电子性质随稀土原子序数增加(离子半径减小)的演化，包括Co-O键长()不变、Co-O-Co键角()减小、晶体场分裂()和带隙能量()增大。使用DFT后，后者与实验的一致性显著改善，且所有趋势与实验数据吻合良好。这些趋势使得能够直接检验先前关于该系列中自旋交叉相关的自旋能隙趋势的合理解释，发现其暴露了基于简单能带的论证的显著问题。我们还考察了将稀土\textit{f}电子置于赝势核心区域的影响。发现对晶格参数和能带结构的影响很小，但对于\textit{Pr}CoO的特殊情况则明显不同，其中一些\textit{f}态占据能隙中部，与最近报道的含Pr钴酸盐的独特行为一致。总之，本研究为未来对稀土钴酸盐及类似系统中热诱导自旋激发的预测研究奠定了基础。
引用
@article{arxiv.1512.05765,
title = {First-principles study of crystal and electronic structure of rare-earth cobaltites},
author = {M. Topsakal and C. Leighton and R. M. Wentzcovitch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.05765},
year = {2016}
}