分子氧诱导的α-BaNaO4铁磁性与半金属性：第一性原理研究
材料科学
2020-07-14 v1
摘要
分子氧在化合物中类似于3d和4f金属，表现出长程自旋有序和电子强关联行为。然而，铁磁自旋有序和半金属性相当难以捉摸，尚未得到充分认可。在本文中，我们通过第一性原理计算研究如果氧二聚体以不同于已知超氧化物和过氧化物中的方式排列，自旋将如何相互作用。基于结构搜索、热力学研究和晶格动力学的结果，我们表明四方相α-BaNaO4是一种稳定的半金属，居里温度为120 K，是此类化合物中的首个例子。像3d和4f金属一样，O2二聚体由于其π*轨道中的未配对电子而携带0.5 μB的局域磁矩。该化合物可视为由O2二聚体层以头对头方式堆叠形成。不同于AO2（A=K, Rb, Cs）中的情况，自旋在层内和层间均为铁磁耦合。自旋极化发生在π*轨道中，自旋向上电子完全占据价带，自旋向下电子部分占据导带，分别形成半导体和金属通道。我们的结果突出了O2二聚体的几何排列在诱导含O2二聚体化合物中铁磁性及其他新颖性质方面的重要性。
引用
@article{arxiv.2007.06433,
title = {Molecule Oxygen Induced Ferromagnetism and Half-metallicity in {\alpha}-BaNaO4: A First Principles Study},
author = {Jun Deng and Jiangang Guo and Xiaolong Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.06433},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 6 figures