体相Na4IrO4巨大磁各向异性能的第一性原理研究
材料科学
2017-12-01 v1 强关联电子
摘要
在5d过渡金属氧化物中，电子关联与自旋-轨道相互作用的相互作用产生了新颖性质。Na4IrO4中，5d过渡金属Ir原子位于平面正方形配位环境的中心，已被合成。基于密度泛函理论，我们计算了其电子和磁性质。数值结果显示Ir-5d能带相当窄，费米能级附近的能带主要由d_{xy}、d_{yz}和d_{zx}轨道贡献。磁易轴垂直于IrO4平面，Na4IrO4的磁各向异性能（MAE）被发现非常巨大。我们通过将不同自旋构型的计算总能映射到自旋模型上来估算磁参数。次近邻交换相互作用J2远大于其他位点间交换相互作用，并导致磁基态构型。我们的研究清楚地表明，巨大的MAE源于单离子各向异性，而非各向异性原子间自旋交换。由于巨大的单离子各向异性和相对较小的交换耦合，该化合物具有较大的自旋能隙但非常窄的自旋波色散。注意到这一源于其高度孤立的IrO4基团的显著磁学特征，我们还探讨了进一步增强MAE的可能性。
引用
@article{arxiv.1707.04865,
title = {First Principles Study of the Giant Magnetic Anisotropy Energy in Bulk Na4IrO4},
author = {Di Wang and Feng Tang and Yongping Du and Xiangang Wan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.04865},
year = {2017}
}