晶格小极化子与磁相互作用驱动硅掺杂赤铁矿中的择优纳米晶生长
强关联电子
2019-08-12 v1 材料科学
摘要
理解纳米材料的结构、化学与物理性质之间的相互作用对于设计具有增强性能的新器件至关重要。在这方面，金属氧化物掺杂是调控尺寸、形貌、电荷、晶格、轨道和自旋自由度的通用策略，并已被证明可影响纳米材料在光电化学水分解、电池、催化、磁应用和光学方面的性质。本文报道了晶格小极化子在驱动硅掺杂赤铁矿（）中从近各向同性到纳米线晶体的形貌转变中的作用。晶格小极化子的形成由六方应变和 畸变程度随硅含量增加呈双曲趋势而得到充分证实。通过成对分布函数的局域分析凸显了从小极化子到大极化子这一未报道的交叉，其影响了极化子畸变从短程到平均尺度的关联长度。发现 物种之间的铁磁双交换相互作用是该交叉的驱动力，将化学键的链化约束沿 [110] 晶向进行。这仅促进了赤铁矿基面上 Fe 原子网格密度的增加，从而推动了具有更扩展 [110] 晶面的纳米晶的各向异性生长。我们的结果表明，磁与电子相互作用驱动掺杂金属氧化物中的择优结晶学生长，从而为设计其功能性质提供了一条新途径。
引用
@article{arxiv.1908.03377,
title = {Lattice small polarons and magnetic interactions drive preferential nanocrystal growth in silicon doped hematite},
author = {Mattia Allieta and Marcello Marelli and Mauro Coduri and Mariana Stefan and Daniela Ghica and Giorgio Morello and Francesco Malara and Alberto Naldoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.03377},
year = {2019}
}