方铁锰矿a-Mn2O3的磁结构：密度泛函理论DFT+U与中子衍射联合研究
材料科学
2013-05-20 v1
摘要
采用第一性原理密度泛函理论DFT+U计算和实验中子衍射结构分析，确定了方铁锰矿Mn2O3的低温晶体结构和磁结构。从第一性原理计算得到的各种磁排列的能量，通过贝叶斯方法拟合到团簇展开模型，克服了由于输入磁构型数量有限而导致的欠拟合问题。该模型用于预测最低能量的磁态。磁结构的实验测定得益于优化的样品合成，该合成产生了足够大的晶粒尺寸，从而在中子粉末衍射图中产生清晰的峰分裂，从而能够在正确的正交对称性下进行磁结构精修。精修采用群论来约束磁模型。计算和实验分析独立地收敛到相似的基态，沿主磁轴具有相同的反铁磁序，沿单一正交轴具有次级序，仅在调制图案的相位因子上有差异。最低能量的磁态是某些共享角的MnO6八面体之间受挫反铁磁相互作用的折衷解。
引用
@article{arxiv.1211.6960,
title = {The magnetic structure of bixbyite a-Mn2O3: a combined density functional theory DFT+U and neutron diffraction study},
author = {Eric Cockayne and Igor Levin and Hui Wu and Anna Llobet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.6960},
year = {2013}
}