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自旋-Peierls化合物GeCuO3电子结构的第一性原理研究

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明星, 范厚刚, 胡方, 王春忠, 孟醒, 黄祖飞, 陈岗. 2008: 自旋-Peierls化合物GeCuO3电子结构的第一性原理研究, 物理学报, 57(4): 2368-2373. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.04.060
引用本文: 明星, 范厚刚, 胡方, 王春忠, 孟醒, 黄祖飞, 陈岗. 2008: 自旋-Peierls化合物GeCuO3电子结构的第一性原理研究, 物理学报, 57(4): 2368-2373. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.04.060
shu
Ming Xing, Fan Hou-Gang, Hu Fang, Wang Chun-Zhong, Meng Xing, Huang Zu-Fei, Chen Gang. 2008: First-principles study on the electronic structures of spin-Peierls compound GeCuO3, Acta Physica Sinica, 57(4): 2368-2373. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.04.060
Citation: Ming Xing, Fan Hou-Gang, Hu Fang, Wang Chun-Zhong, Meng Xing, Huang Zu-Fei, Chen Gang. 2008: First-principles study on the electronic structures of spin-Peierls compound GeCuO3, Acta Physica Sinica, 57(4): 2368-2373. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.04.060
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自旋-Peierls化合物GeCuO3电子结构的第一性原理研究

  • 吉林大学材料科学与工程学院,长春,130012

  • 吉林大学材料科学与工程学院,长春,130012;吉林师范大学凝聚态物理研究所,四平,136000

First-principles study on the electronic structures of spin-Peierls compound GeCuO3

  • 摘要: 采用平面波赝势方法对自旋-Peierls化合物GecuO3的电子结构进行了第一性原理研究.计算结果表明:Cu2+的3d轨道自由度被冻结,未配对电子填充dx2-y2轨道.自旋向上和向下的x2-y2轨道间的交换劈裂导致了体系的绝缘性.费米能级附近的Cu 3d态与0(2)2p态存在很强的杂化作用,GeCuO3属于共价绝缘体.这种强共价性使得Cu2+的自旋磁矩偏离理想值,并且使得体系在Cu-O(2)-Cu键角接近90°情况下形成稳定的一维反铁磁(AFM)有序.计算得到GeCuO3不同自旋态的总能量,采用Noodleman的对称性破缺方法拟合出的自旋交换耦合常数表明GeCuO3沿c轴的一维AFM作用非常强,这是导致该体系在低温发生自旋一Peierls相变的根本原因.
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出版历程
  • 刊出日期:  2008-04-30

自旋-Peierls化合物GeCuO3电子结构的第一性原理研究

  • 吉林大学材料科学与工程学院,长春,130012
  • 吉林大学材料科学与工程学院,长春,130012;吉林师范大学凝聚态物理研究所,四平,136000

摘要: 采用平面波赝势方法对自旋-Peierls化合物GecuO3的电子结构进行了第一性原理研究.计算结果表明:Cu2+的3d轨道自由度被冻结,未配对电子填充dx2-y2轨道.自旋向上和向下的x2-y2轨道间的交换劈裂导致了体系的绝缘性.费米能级附近的Cu 3d态与0(2)2p态存在很强的杂化作用,GeCuO3属于共价绝缘体.这种强共价性使得Cu2+的自旋磁矩偏离理想值,并且使得体系在Cu-O(2)-Cu键角接近90°情况下形成稳定的一维反铁磁(AFM)有序.计算得到GeCuO3不同自旋态的总能量,采用Noodleman的对称性破缺方法拟合出的自旋交换耦合常数表明GeCuO3沿c轴的一维AFM作用非常强,这是导致该体系在低温发生自旋一Peierls相变的根本原因.

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