孔雀石 Cu2(OH)2CO3 中的自旋隙及其在压力下的演化
强关联电子
2013-12-11 v1
摘要
我们报道了自旋 -1/2 铜矿物孔雀石在常压和高压下的微观磁模型。尽管该矿物具有层状晶体结构，但其常压磁化率和磁化数据可以通过无受挫的准一维磁模型很好地描述。弱相互作用的反铁磁交替自旋链导致了 120K 的大自旋隙。虽然二聚体内部的 Cu-O-Cu 桥接角明显小于二聚体间的角度，但密度泛函理论 (DFT) 计算揭示，最大的交换耦合 (190K) 作用于结构二聚体内部。交换路径中反演对称性的缺失产生了显著的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用，并通过全相对论 DFT+U 计算进行了估算。基于可用的高压晶体结构，我们研究了压力下的交换耦合并预测了自旋隙的演化。计算证据表明，二聚体内部耦合强烈依赖于压力，其演化是自旋隙在压力下减小的基础。最后，我们评估了通过 DFT 结构弛豫确定的氢原子位置的准确性，并提出该计算方法可作为复杂实验的可行替代方案。
引用
@article{arxiv.1308.4866,
title = {The spin gap in malachite Cu2(OH)2CO3 and its evolution under pressure},
author = {Stefan Lebernegg and Alexander A. Tsirlin and Oleg Janson and Helge Rosner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.4866},
year = {2013}
}