无限层镍酸盐中由稀土离子替代调谐的潜在结构量子临界性
材料科学
2023-08-17 v2 强关联电子
超导电性
摘要
我通过使用第一性原理计算映射其结构不稳定性的能量学，表明无限层稀土镍酸盐靠近一个结构量子临界点。我首先确认了先前的结果，即 相中存在声子不稳定性，导致 NiO（ = Sm--Lu）形成 结构。然后我研究了 相的非自旋极化声子色散，发现对于 = Eu--Lu 的材料，它们在 和 点表现出依赖于稀土尺寸的不稳定性。利用群论分析枚举了由这些不稳定性引起的所有各向同性子群，并使用不稳定声子的本征向量生成了对应于其序参量的畸变结构。然后通过最小化原子力和晶格应力将这些结构完全弛豫。我仅能稳定十二种可能畸变中的五种。具有 序参量的 各向同性子群对于具有 late 稀土离子的化合物显示出相对于其他畸变的显著能量增益。然而，随着稀土离子尺寸逐渐增大，最低能量相的序参量首先切换到 ，然后切换到 。此外，对于该系列的早中期成员，几种畸变结构在能量上接近。即使允许反铁磁性，结构能量学的这些特征仍然持续。这种可由稀土离子替代调谐的不同序参量之间的竞争表明，由这些材料中存在的声子不稳定性引起的任何结构转变都可被抑制到 0 K。
引用
@article{arxiv.2203.11922,
title = {Possible structural quantum criticality tuned by rare-earth ion substitution in infinite-layer nickelates},
author = {Alaska Subedi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.11922},
year = {2023}
}