LaCoO$_3$ 中由温度/空穴掺杂诱导的巡游变磁性及可能的自旋转变
强关联电子
2009-11-07 v1
摘要
通过一系列广义梯度修正的全势自旋密度泛函能带结构计算，我们获得了钙钛矿 LaSrCoO 的电子结构随 Sr 替代量和体积变化的函数关系。采用固定自旋矩（FSM）方法估算了不同自旋构型的能量学。根据 LaCoO 的总能量与自旋磁矩曲线，发现其基态为非磁态，其中 Co 离子处于低自旋（LS）态，该结果与实验观测一致。在略高的能量处，我们发现自旋矩约为 1.2 /f.u. 的中间自旋（IS）态。基于反常的温度依赖磁化率以及 IS 态的观测，我们预测 LaCoO 中的变磁性源于 LS 到 IS 的转变。发现 IS 态具有金属性，而预测 LaCoO 的高自旋（HS）态为半金属铁磁体。随着温度升高（通过晶格参数的相应变化来模拟），我们观察到与 IS 态相关的变磁解消失。对 LaSrCoO 的 FSM 计算表明，空穴掺杂稳定了 IS 态，且计算得到的磁矩与相应的实验值吻合良好。我们的计算表明，由于 HS 态的能量显著高于 LS 或 IS 态，温度或空穴掺杂均无法使其稳定。因此，LaCoCo 中由温度/空穴掺杂引起的自旋态转变是从 LS 到 IS 自旋态，而本研究排除了文献中报道的其他可能性。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0104308,
title = {Itinerant metamagnetism and possible spin transition in LaCoO$_3$ by temperature/hole doping},
author = {P. Ravindran and H. Fjellvåg and A. Kjekshus and P. Blaha and K. Schwarz and J. Luitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0104308},
year = {2009}
}
备注
9 Figs