无限层铁氧化物 SrFeO2 与 CaFeO2 的声子及稳定性
材料科学
2016-09-13 v1
摘要
我们展示了对各种磁构型的Fe-O无限层化合物CaFeO2和SrFeO2详细的从头算晶格动力学分析。这些表明SrFeO2中存在强自旋-声子耦合，而与CaFeO2的情况相反。还在5 K至353 K的反铁磁相对SrFeO2进行了粉末中子非弹性散射实验，并利用从头算计算进行了分析。这些表明在300 K以上理想无限平面结构发生畸变。根据我们对SrFeO2作为体积函数的从头算计算，我们认为SrFeO2在300 K以上的畸变类似于CaFeO2在环境条件下已知的畸变。CaFeO2平面结构的畸变涉及平面原胞的加倍，这通常预期是由于M点(1/2 1/2 0)的软声子模式引起的。然而，我们的从头算计算非常不寻常地显示所有M点(1/2 1/2 0)声子都是稳定的，但两个稳定的M3+和M2-模式非谐地耦合于区中心的不稳定Bu模式，并导致原胞加倍和畸变结构。两种化合物中的磁交换相互作用已基于理想平面结构(P4/mmm空间群)和随Bu声子模式振幅增大而计算。这些揭示磁交换相互作用随畸变增大而显著减小。我们将从头算声子计算扩展到高压，揭示在20 GPa以上压力时，未畸变的平面CaFeO2变为动力学稳定。我们还报道了具有立方结构的SrFeO3的计算声子谱，这有助于理解Fe原子周围氧原子几何差异相对于平面SrFeO2的作用。
引用
@article{arxiv.1510.02294,
title = {Phonons and Stability of Infinite-Layer Iron Oxides SrFeO2 and CaFeO2},
author = {M. K. Gupta and R. Mittal and S. L. Chaplot and Cedric Tassel and Hiroshi Kageyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.02294},
year = {2016}
}
备注
28 Pages, 13 Figures