铁氧体铼中不寻常的铁磁基态

铁氧体铼中不寻常的铁磁基态

摘要

通过综合密度泛函计算，我们预测了铼基铁素体ReFe2O4在扭曲尖晶石基结构中的稳定性。在ReFe2O4中，所有的Re离子和一半的Fe离子占据了八面体位，其余的Fe离子占据了四面体位。所有Re离子都被预测为+ 4氧化态，具有低自旋构型(S = 3/2)，而所有Fe离子被预测为+ 2氧化态，具有高自旋构型(S = 2)。在磁性方面，ReFe2O4采用一种非常规的铁磁态，其中Re的磁矩与四面体和八面体铁离子的磁矩相反。发现自旋-轨道耦合引起了~ 1.5°的轻微自旋倾斜。预测的磁基态不同于通常在铁氧体中观察到的磁排列，其中四面体阳离子与八面体阳离子的自旋相反。考虑到态密度分析预测了在费米能级上由稀土态驱动的半金属特征，这种化合物显示出潜在的自旋电子学应用前景。

https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-02277-z