铁氧体X射线吸收光谱的理论研究

电磁辐射与物质相互作用的理论计算，特别是对于X射线光谱学，仍然是当代从头算电子结构方法的一个挑战性问题。这不仅是因为核心空穴与光激发电子之间的强相互作用，还因为价电子间库仑相互作用产生的难以捉摸的多重态效应。在本工作中，我们报道了一种基于密度泛函理论与多重态配位场理论相结合的方法，用于研究各种核心能级光谱学，特别是X射线吸收光谱（XAS）和X射线磁圆二色性（XMCD）。所开发的计算方案被应用于磁铁矿（Fe₃O₄）以及钴铁氧体（CoFe₂O₄）和镍铁氧体（NiFe₂O₄）的L₂,₃ XAS边及其对应的XMCD谱。结果在XAS L₂/L₃分支比、峰位以及相对强度方面与实验观测总体吻合良好。对于所有研究体系，理论与实验在XAS和XMCD谱上的一致性都同样良好。结果从e_g和t_{2g}轨道贡献以及优化Slater参数的重要性方面进行了分析。分析还突显了X射线光谱中2p-3d相互作用的强效应。