B位有序Nd$_{2}$FeCrO$_{6}$双钙钛矿相稳定性与物理性质的的第一性原理研究

本文报道了关于B位有序双钙钛矿Nd$_{2}$FeCrO$_{6}$结构稳定性、磁行为与电子结构的第一性原理预测。首先，研究了母体单钙钛矿NdCrO$_{3}$与NdFeO$_{3}$的基态，以确定用于研究Nd2CrFeO6性质的相关Hubbard U参数。热力学、力学与动力学稳定性分析表明，在常压下合成Nd$_{2}$FeCrO$_{6}$双钙钛矿具有可能性。该化合物呈现亚铁磁（FiM）性质，具有2 $\mu$B净磁矩，磁有序温度估计为$\sim$265 K。电子结构表明直接光子跃迁概率高于间接跃迁，带隙为$\sim$1.85 eV。研究发现，对于该4f-3d-3d自旋系统，Nd（4f）自旋与自旋轨道耦合（SOC）对带边的影响可忽略。该第一性原理研究预测，由于亚铁磁性质及相较于反铁磁母体单钙钛矿显著更低的带隙，B位有序Nd$_{2}$FeCrO$_{6}$双钙钛矿有望成为自旋电子学与可见光驱动能源应用的候选材料。