نویسندگان

دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

پدیده ناکامی هندسی در اکسیدهای پایروکلر مغناطیسی موجب بروز خواص جالب در این مواد در دماهای پایین می‌شود. از این رو دو ماده چالش‌بر‌انگیز، و را از اکسیدهای پایروکلر انتخاب کردیم و این دو ماده را با استفاده از روش ابتدا به ساکن بر پایه نظریه تابعی چگالی مورد بررسی قرار دادیم. برای اعمال صحیح برهم‌کنش‌های کولمبی الکترون‌های f، رهیافت DFT+U را با استفاده از روش تصحیح هابارد را به کار گرفتیم. در این مواد برهم‌کنش اسپین- مدار بسیار مؤثر است. بنابراین برهم‌کنش اسپین- مدار را به محاسبات DFT+U، افزودیم (DFT+U+SOC). همچنین با استفاده از DFT+U+SOC ، اثر مغناطش ناهم‌راستا را در نظر گرفتیم. نتایج محاسبات DFT+U+SOC، گشتاور‌های مغناطیسی 2/8 و 1/7 مگنتون بوهر را به ترتیب برای و به دست می‌دهند. مقادیر مغناطش به دست آمده از محاسبات فوق با نتایج تجربی همخوانی ندارند. در واقع محاسبات DFT در کمینه‌های موضعی به دام می‌افتند و در نتیجه در محاسبات ساختار الکترونی برای پیدا کردن کمینه مطلق نیاز به روش‌هایی با پیچیدگی بیشتری داریم. اگر چه برای به دست آوردن مقادیر صحیح‌تر گشتاورهای مغناطیسی، نیاز به بهینه‌سازی ساختاری نیز داریم ولی متاسفانه تا زمانی که بهینه‌سازی الکترونی، به منظور یافتن کمینه مطلق، برای این مواد صورت نگیرد بهینه‌سازی ساختاری نیز ممکن است به جواب‌های نادرست منجر شود

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of the electronic and magnetic properties of A2Ti2O7 (A=Er, Tb)

نویسندگان [English]

  • E Khorasani
  • N Deylinazar
  • M Alaei,
  • F Shahbazi

چکیده [English]

The geometrical frustration in the magnetic pyrochlore oxides causes interesting properties at low temperatures in these materials. Therefore, we studied two challenging materials, Er2Ti2O7 and Tb2Ti2O7, using an ab intio method, based on Density Functional Theory (DFT). To take into account the f electrons coulomb interactions correctly, we employed DFT+U, a Hubbard method correction. As spin-orbit coupling (SOC) is very effective in these materials, we added SOC to the DFT+U calculations (DFT+U+SOC). Using DFT+U+SOC, we examined the effect of non-collinear magnetism. The DFT+U+SOC calculations give rise to the magnetic moments 8.2 and 7.1 for Er2Ti2O7 and Tb2Ti2O7, respectively. These values deviate from the experimental results. The reason is that the DFT calculations are trapped in the local minima, indicatinglhat we need more sophisticated methods to find the global minimum in our electronic structure calculations. Although we need structural optimization to find better magnetic moment values, unfortunately it is possible to reach incorrect structural optimization if the electronic structural optimization for finding global minima is not performed correctly

کلیدواژه‌ها [English]

  • magnetic pyrochlore oxides
  • geometric frustration
  • density functional theory
  • collinear magnetization

تحت نظارت وف بومی