Mn掺杂锶铁氧体SrFe12O19电子结构及磁性的第一性原理研究

• 作者: 吴泽 查显弧 王中 都时禹 黄庆
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 锶铁氧体 Mn掺杂 第一性原理 电子结构 磁矩
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1047-1054
• 页数: 8页
• 分类号: TQ174
• 字数: 4817字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20190003

摘要

为了揭示掺杂离子对具有磁铅石构型的锶铁氧体材料磁性能的影响,本研究探讨了锶铁氧体及其锰掺杂体系的稳定构型及其磁结构.研究结果表明,锶铁氧体为亚铁磁性,与前期的研究结果相吻合.通过比较GGA和GGA+U计算方法,发现U值的选取对体系的电子结构和原子磁矩有显著影响.当U值为3.7 eV时,体系由金属性转变为自旋向上带隙为1.71 eV的半导体.原胞总磁矩为40μB.对于Mn替换掺杂的SrFe12–xMnxO19体系,通过不同占据位能量比较,当单个Mn原子替换(x=0.5)时,Mn离子优先占据Fe(12k)位置;而当两个Mn原子替换Fe原子(x=1.0)时,两个Mn分别占据Fe(12k)和Fe(2a)位置.Mn掺杂对锶铁氧体的结构影响较小,但对于体系的总磁矩和电子结构有较明显的影响.在Mn含量x=0.5和x=1.0时,自旋向上带隙值分别降低到0.85和0.59 eV,原胞的总磁矩为39和38μB.本研究可为实验研究提供理论指导.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴泽	哈尔滨理工大学材料科学与工程学院	42	296	9.0	16.0
2	黄庆	中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室	39	122	7.0	9.0
3	都时禹	中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室	7	24	2.0	4.0
4	王中	哈尔滨理工大学材料科学与工程学院	12	55	5.0	7.0
8	查显弧	中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室	1	0	0.0	0.0