V 掺杂 PbTiO$_{3}$中的多铁性

我们报道了关于钒（V）掺杂 PbTiO$_{3}$的本征多铁性（铁磁、绝缘和铁电）特征的\emph{ab initio}预测。V 杂质以铁磁方式耦合，每个携带 1 $\mu_{\rm B}$的磁化强度。预计这种耦合很强，因为顺磁解的能量高出 150 meV/钒，且未发现稳定的反铁磁解。掺杂系统中的电子能隙在 GGA 下约为 0.2-0.3 eV，因此该系统是本征多铁性的。V 掺杂增加了 PbTiO$_{3}$中的自发极化，增幅比例约为 0.7 $\mu$C/cm$^{2}$。