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菱铁矿FeCO3高压相变与性质的第一性原理研究

明星 王小兰 杜菲 陈岗 王春忠 尹建武

菱铁矿FeCO3高压相变与性质的第一性原理研究

明星, 王小兰, 杜菲, 陈岗, 王春忠, 尹建武
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  • 采用平面波赝势方法对菱铁矿FeCO3高压下的晶体结构, 电子构型和电子结构进行了第一性原理计算研究. 研究过程中考虑了菱铁矿FeCO3真实的反铁磁(AFM)自旋有序态, 模拟静水压环境, 从零压逐步加压到500 GPa. 在4050 GPa压力范围内, FeCO3发生了从高自旋(HS)AFM态到低自旋(LS) 非磁性(NM)态的磁性相变, 伴随着晶胞体积坍塌10.5%. FeCO3在相变前后均是绝缘体, 但是相变后的LS-NM态的Fe2+ 离子的3d电子局域化程度更强, 能隙随着压力的进一步增大而逐步增大, 离化程度更高, 直到500 GPa没有发生金属绝缘体相变.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11104101,11004073),湖北省教育厅优秀中青年人才项目(批准号: Q20102901), 吉林大学超硬材料国家重点实验室开放课题(批准号: 201102)和黄冈师范学院博士科研启动基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-05
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

菱铁矿FeCO3高压相变与性质的第一性原理研究

  • 1. 黄冈师范学院物理与电子信息学院, 黄冈 438000;
  • 2. 吉林大学物理学院/超硬材料国家重点实验室, 长春 130012
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11104101,11004073),湖北省教育厅优秀中青年人才项目(批准号: Q20102901), 吉林大学超硬材料国家重点实验室开放课题(批准号: 201102)和黄冈师范学院博士科研启动基金资助的课题.

摘要: 采用平面波赝势方法对菱铁矿FeCO3高压下的晶体结构, 电子构型和电子结构进行了第一性原理计算研究. 研究过程中考虑了菱铁矿FeCO3真实的反铁磁(AFM)自旋有序态, 模拟静水压环境, 从零压逐步加压到500 GPa. 在4050 GPa压力范围内, FeCO3发生了从高自旋(HS)AFM态到低自旋(LS) 非磁性(NM)态的磁性相变, 伴随着晶胞体积坍塌10.5%. FeCO3在相变前后均是绝缘体, 但是相变后的LS-NM态的Fe2+ 离子的3d电子局域化程度更强, 能隙随着压力的进一步增大而逐步增大, 离化程度更高, 直到500 GPa没有发生金属绝缘体相变.

English Abstract

参考文献 (25)

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