Ca0.5Ba0.5MnO3多铁性的第一性原理

摘要：

利用第一性原理电子结构计算方法,通过对CaMnO3,BaMnO3的软声子模式分析,构造出一种Ca0.5Ba0.5MnO3 (CBMO)合金结构.此合金可同时具有源于Mn原子的铁电(ferroelectric,FE)性与铁磁(ferromagnetic,FM)性,其中G型反铁磁(antiferromagnetic,AFM)构型下的电极化强度为6.70 μC/cm2,铁磁构型下的电极化强度为23.214 μC/cm2.其产生的机制是半径较大的Ba原子可导致晶格发生应变,产生有效负压,减弱CaMnO3的反铁畸变(antiferrodistortive,AFD)模对铁电模的抑制,进而诱导铁电极化.此性质意味着这种材料在磁场的作用下,由G型反铁磁构型转变为铁磁构型时的电极化强度会发生显著变化.基于第一性原理电子结构计算给出的不同磁结构总能,进一步拟合出了海森堡模型的参数,并针对其哈密顿量展开了有限温度下的Monte-Carlo模拟,模拟出的奈尔温度为70 K.这些结果从理论层面提出了一种新型的、源于相同原子的,并可能提供有效磁电耦合的多铁材料,并且可以为今后类似系统的相关实验提供理论参考.

关键词：第一性原理、多铁材料、磁电耦合、反铁畸变模、铁电模

所属期刊栏目：25

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

在线出版日期：2019-12-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：590-596