LaMnO$_3$ 全息势计算方法下的基态与激发态性质

基于广义梯度修正相对论全势方法计算了钙钛矿结构 LaMnO$_3$ 的基态和激发态性质。获得了 LaMnO$_3$ 在理想立方钙钛矿结构和实验观察到的失正交正交结构中的电子结构、磁性和能量学参数。计算并得到激发态性质，如光学、磁光、X 射线光电子能谱（XPS）、bremsstrahlung isochromat（BIS）、X 射线吸收近边缘结构（XANES）谱，发现其与已有实验结果高度吻合。结果表明 LaMnO$_3$ 中的相关效应并不显著，沿 $ab$ 平面内的铁磁耦合以及该平面垂直方向上的反铁磁耦合可通过 itinerant 能带图来解释。与早先的预期相反，我们的计算显示 Mn 3$d$ $t_{2g}$ 以及 $e_{g}$ 电子均存在于整个价带区域。特别是，在价带顶部，$t_{2g}$ 电子与 $e_{g}$ 电子以显著大比例共存，这与常见 $e_{g}$ 电子仅存在于价带中的观念相悖。我们计算了 A 型反铁磁和铁磁相的 LaMnO$_3$ 的超精密场参数，并与已有实验结果进行了比较。分析了正交形变对电子结构、磁性和光学各向异性在中的作用。