Zintl相磷族化合物 (Ba, Ca, Sr)$\mathrm{Mn}_2\mathrm{(P, As, Sb)}_2$ 的线性磁电效应第一性原理计算

我们报告了对层状反铁磁锰磷族化合物 (Ba, Ca, Sr)$\mathrm{Mn}_2\mathrm{(P, As, Sb)}_2$ 家族进行的一套全面的密度泛函理论计算。我们表征了线性磁电张量 $\alpha$ 的所有分量，并将其解析为自旋和轨道磁矩对晶格介导及其钳位离子电子类似物的贡献。我们的主要结果表明，在这些体系中，轨道磁化分量不可忽略。磁电响应由电子效应主导，总 $\alpha$ 值超过了原型材料 $\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_3$（例如 $\mathrm{BaMn}_2\mathrm{As}_2$ 中 $\alpha \simeq$ 6.79 ps/m）。我们还发现，在三角子族中，计算的磁电化率与磷族元素替代之间存在强相关性，尽管振幅较弱（$\alpha \simeq$ 0.2-1.7 ps/m）。此外，我们提供了这些预测对局域密度近似水平上Hubbard +U修正的依赖性，该修正显示四方相化合物中计算得到的磁电系数存在巨大变化，凸显了强关联在这些化合物中的作用。