局域位置与自旋对称性破缺作为顺磁EuTiO3中磁性与绝缘性的来源
材料科学
2021-07-02 v1
摘要
我们从理论上考虑了EuTiO3的顺磁相，其代表由两组微观自由度（m-DOF）创建的构型：由八面体转动引起的位置对称性破缺，以及由自旋无序引起的磁对称性破缺。通过考虑具有所需标称全局平均对称性的足够大（超）晶胞，但允许局域位置与磁对称性降低，来评估这些m-DOF集合对顺磁相电子结构与性质的影响。我们发现，局域对称性破缺的趋势可通过在类平均场的密度泛函理论中跟踪总能量降低来监测，而无需借助强关联效应。虽然大多数名义上的立方ABO3钙钛矿以其B原子子晶格的对称性破缺而著称，但EuTiO3中f电子磁性的情况与A子晶格对称性破缺及其与结构畸变的耦合相关。我们发现：（i）顺磁立方EuTiO3具有磁性与位置对称性破缺的内在趋势，而顺磁四方EuTiO3仅具有磁对称性降低，相对于低温反铁磁四方相无明显的位置对称性降低。（ii）适当建模的顺磁四方与立方EuTiO3在每个Eu离子上具有非零局域磁矩，与实验中观察到EuTiO3顺磁相在远高于Néel温度时存在局域磁性一致。有趣的是，（iii）短程有序顺磁相中的局域位置畸变模式继承自长程有序的低温反铁磁基态相。
引用
@article{arxiv.2107.00142,
title = {Local positional and spin symmetry breaking as a source of magnetism and insulation in paramagnetic EuTiO3},
author = {Oleksandr I. Malyi and Xin-Gang Zhao and Annette Bussmann-Holder and Alex Zunger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00142},
year = {2021}
}
备注
4