Ba$_2$IrO$_4$ 中的八面体旋转不稳定性
材料科学
2025-12-30 v1 强关联电子
摘要
BaIrO 此前在不考虑八面体旋转的四方 相中被精修，其物理性质也一直基于该高对称结构进行解释。然而，该未畸变相的动力学稳定性此前从未受到质疑。确定其他低对称结构是否在能量上更有利至关重要，因为八面体旋转控制着电子带宽，并限制了对称性所允许的磁相互作用。本文计算了包含自旋轨道相互作用的 BaIrO 的第一性原理声子色散。我沿布里渊区边界段 发现了一条与 IrO 八面体面内旋转相关的近平坦非简并不稳定支。利用群论分析，我列举了与 和 不稳定性相关的对称允许畸变，并对所得结构进行了充分弛豫。十二种可能的畸变中仅有五种可被稳定，且能量增益与发生八面体旋转的层数成比例：每个 IrO 层均发生旋转的相能量降低 meV/atom，且关于堆叠相位近乎简并。电子结构计算表明，这些旋转相具有窄且分离良好的半满 能带，而仅在交替层中发生旋转的结构则具有更宽且更纠缠的能带。这促使对 BaIrO 的晶体结构进行重新研究，并表明在建模其关联电子和磁性质时应考虑八面体旋转。
引用
@article{arxiv.2512.23690,
title = {Octahedral rotation instability in Ba$_2$IrO$_4$},
author = {Alaska Subedi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23690},
year = {2025}
}