三角晶格反铁磁cufeo2的磁性和电子结构

基于广义梯度近似(gga)的密度泛函理论(dft),通过构造铁磁(fm),阻挫的三角非共线反铁磁(fafm)、上上下下型共线反铁磁(↑↑↓↓afm)三种不同磁性构型,从非共线磁性结构计算出发,优化了低温铜铁矿cufeo2晶体材料的几何结构,研究了磁性结构对电子结构、能隙和磁矩等的作用.计算发现上上下下型反铁磁自旋排列能促进能隙形成,总能降低,磁矩增大.由于上上下下型反铁磁与阻挫三角非共线反铁磁相能量接近,外场的作用容易导致磁性结构相变到阻挫的三角反铁磁态,其电子态密度分布与x光发射光谱测得的结果一致,即具有高自旋的fe离子3d电子自旋向上的子带中心位于cu3d能态之下,o2p能态以上,而且配位场理论分析表明fe离子3d态自旋向下的空轨道为铁电极化提供了有利的化学环境.