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BiFeO$_3$中压力驱动的金属-绝缘体转变:基于动力学平均场理论

强关联电子 2018-11-01 v2

摘要

通过结合广义梯度修正局域密度近似与动力学平均场理论(GGA+DMFT)的方法,研究了BiFeO3_3在压力下的金属-绝缘体转变(MIT)。我们的顺磁计算与实验相图一致:针对三种实验晶体结构R3cR3cPbnmPbnmPm3ˉmPm\bar{3}m,计算了常压与高压下BiFeO3的磁性与能谱性质。在R3cR3c相的常压下,获得了1.2 eV的绝缘隙,与实验值吻合良好。 R3cR3cPbnmPbnm相均发生金属-绝缘体转变,且同时伴随高自旋(HS)到低自旋(LS)的转变。 PbnmPbnm相的临界压力为25-33 GPa,与实验观测相符。高温高压Pm3ˉmPm\bar{3}m相展现出实验上观测到的金属性行为,在我们的计算所考虑的压力全域内亦然,并在33 GPa处进入LS态,此处实验上观测到PbnmPbnmPm3ˉmPm\bar{3}m的转变。针对PbnmPbnm结构进行的反铁磁GGA+DMFT计算给出在43 GPa临界压力下MIT与HS-LS转变同时发生,与实验数据一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1503.00470,
  title  = {Pressure-driven metal-insulator transition in BiFeO$_3$ from Dynamical Mean-Field Theory},
  author = {A. O. Shorikov and A. V. Lukoyanov and V. I. Anisimov and S. Y. Savrasov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1503.00470},
  year   = {2018}
}