Cu₂MnSnS₄和Cu₂MnSnSe₄中磁致铁电性
材料科学
2015-05-18 v2 其他凝聚态物理
摘要
我们利用朗道相变理论和第一性原理密度泛函理论研究了Cu₂MnSnS₄中的磁致铁电性。正如朗道方法所预期的，第一性原理计算表明，Cu₂MnSnS₄中Mn自旋的特殊反铁磁排列会沿y方向感应出非零的铁电极化P。通过密度泛函理论和朗道方法计算得到的P的比较清楚地表明，铁电性主要由海森堡交换项驱动，而相对论项的贡献较小。与先前具有磁致铁电性的共线反铁磁体（如AFM-E HoMnO₃）不同，这里磁有序化时发生的离子位移非常小，因此交换伸缩机制（即离子位移以最小化磁耦合能量）在此并不有效。相反，极化背后的微观机制主要源于电子起源。在此框架下，我们提出Cu位点上由邻近Mn磁矩感应出的微小磁矩在诱导P中发挥了重要作用。最后，我们通过比较Cu₂MnSnSe₄和Cu₂MnSnS₄来研究阴离子的影响：与S-3p态相比，Se-4p态更加离域，能更好地介导Mn-Mn相互作用，从而在Se基化合物中导致更高的铁电极化。
引用
@article{arxiv.1002.2556,
title = {Magnetically induced ferroelectricity in Cu2MnSnS4 and Cu2MnSnSe4},
author = {Tetsuya Fukushima and Kunihiko Yamauchi and Silvia Picozzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1002.2556},
year = {2015}
}