BiFeO$_3$ 中的磁相互作用：一项第一性原理研究
材料科学
2019-03-20 v1
摘要
结合四态能量映射方法，我们进行了第一性原理计算以提取多铁性 BiFeO 的磁相互作用参数。这些参数包括至次近邻的对称交换（SE）耦合与 Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用，以及单离子各向异性（SIA）。所有磁参数不仅针对 结构基态获得，也针对 与 相获得，以分别确定铁电性与反铁电畸变对这些磁参数的影响。特别地，我们识别了两种不同的次近邻耦合并详细讨论了其起源。此外，进一步利用包含这些第一性原理推导相互作用参数的磁哈密顿量进行了蒙特卡洛（MC）模拟。它们（i）不仅准确预测了自旋倾斜 G 型反铁磁结构及沿 10 方向传播的已知磁涡旋，以及它们不寻常的特征（分别为弱磁化与自旋密度波）；（ii）还发现了另一种低能涡旋态，尚待实验确认。在 MC 模拟中开启与关闭不同磁相互作用参数亦揭示了各自对磁性的确切作用。
引用
@article{arxiv.1811.09574,
title = {Magnetic Interactions in BiFeO$_3$: a First-Principles Study},
author = {Changsong Xu and Bin Xu and Bertrand Dupé and L. Bellaiche},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.09574},
year = {2019}
}