Elektronnaya zonnaya struktura, antiferromagnetizm i priroda khimicheskoy svyazi v la2cuo4

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

В рамках метода функционала плотности с помощью комплекса программ WIEN2k выполнены расчеты электронной зонной структуры орторомбической фазы соединения La2CuO4, являющегося исходным для нескольких семейств высокотемпературных сверхпроводников. Вычисления проводились с использованием двух обменно-корреляционных функционалов: первый представлял собой сумму модифицированного Траном и Блахой обменного потенциала Беке и Джонсона и корреляций в локальном приближении, в качестве второго был выбран функционал Пердью - Бурке - Эрнзерхофа. Расчеты с учетом спиновой поляризации выявили наличие антиферромагнитного основного состояния орторомбического La2CuO4. В случае использования первого функционала найдены магнитный момент атомов меди MCu = 0.725µB и полупроводниковая щель Eg = 2 эВ, а во втором случае MCu = 0.278µB и Eg = 0. Результаты расчетов оптических свойств орторомбического La2CuO4 - функции энергетических потерь электронов, действительной части оптической проводимости и коэффициента отражения, оказались в хорошем согласии с экспериментальными данными. Рассчитанное пространственное распределение зарядовой плотности в орторомбическом La2CuO4 было проанализировано с целью выявления седловых критических точек, параметры которых дают возможность классифицировать тип химической связи в кристалле. Совокупность параметров критических точек в орторомбическом La2CuO4 была аналогична найденной нами ранее в тетрагональном La2CuO4 и родственных высокотемпературных сверхпроводниках. В частности, положительный знак лапласиана зарядовой плотности в критических точках типа bond, в соответствии с классификацией типов химической связи, принятой в «Квантовой теории атомов в молекулах и кристаллах» Бадера, свидетельствует об отсутствии ковалентной связи в La2CuO4.

Bibliografia

  1. J. G. Bednorz and K. A. Mu¨ller, Z. Phys. B 64, 189 (1986).
  2. X. Zhou, W.-S. Lee, M. Imada et al., Nat. Rev. Phys. 3, 462 (2021).
  3. J. G. Bednorz, M. Takashige, and K. A. Mu¨ller, Europhys. Lett. 3, 379 (1987).
  4. J. G. Bednorz, M. Takashige, and K. A. Mu¨ller, Mater. Res. Bull. 22, 819 (1987).
  5. J. M. Tarascon, L. H. Greene, W. R. McKinnon et al., Science 235, 1373 (1987).
  6. R. J. Cava, R. B. van Dover, B. Battlog et al., Phys. Rev. Lett. 58, 408 (1987).
  7. F. C. Chou and D. C. Johnston, Phys. Rev. B 54, 572 (1996).
  8. S. A. Kivelson, G. Aeppli, and V. J. Emery, PNAS 98, 11903 (2001).
  9. R. Hord, G. Cordier, K. Hofmann et al., Z. Anorg. Allg. Chem. 637, 1114 (2011).
  10. Int. Tables for Crystallography, Vol. A. Space-group symmetry, 5th ed., ed. by Th. Hahn, Springer (2005).
  11. L. F. Mattheiss, Phys. Rev. Lett. 58, 1028 (1987).
  12. J. Yu, A. F. Freeman, and J.-H. Xu, Phys. Rev. Lett. 58, 1035 (1987).
  13. W. E. Pickett, Rev. Mod. Phys. 61, 433 (1989).
  14. D. Vaknin, S. K. Sinha, D. E. Moncton et al., Phys. Rev. Lett. 58, 2802 (1987).
  15. K. Yamada, E. Kudo, Y. Endoh et al., Sol. St.Comm. 64, 753 (1987).
  16. J. P. Perdew and K. Schmidt, AIP Conf. Proc. 577, 1 (2001).
  17. V. J. Emery, Phys. Rev. Lett. 58, 2794 (1987).
  18. F. C. Zhang and T. M. Rice, Phys. Rev. B 37, 3759 (1988).
  19. V. J. Emery and G. Reiter, Phys. Rev. B 38, 4547 (1988).
  20. И. А. Макаров, С. Г. Овчинников, ЖЭТФ 148, 526 (2015).
  21. V. I. Anisimov, J. Zaanen, and O. K. Andersen, Phys. Rev. B 44, 943 (1991).
  22. M. T. Czyzyk and G. A. Sawatzky, Phys. Rev. B 49, 14211 (1994).
  23. J. P. Perdew, A.Ruzsinszky, J. Tao et al., J. Chem. Phys. 123, 062201 (2005).
  24. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  25. J. W. Furness, Y. Zhang, C. Lane et al., Comm. Phys. 1, 11 (2018).
  26. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993).
  27. C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. B 37, 785 (1988).
  28. J. Heyd, G. E. Scuseria, and M. Ernzerhof, J. Chem. Phys. 118, 8207 (2003).
  29. J. K. Perry, J. Tahir-Kheli, and W. A. Goddart III, Phys. Rev. B 63, 144510 (2001).
  30. P. Rivero, I. de P. R. Moreira, and F. Illeas, Phys. Rev. B 81, 205123 (2010).
  31. C. Lane, J. W. Furness, I. G. Buda et al., Phys. Rev. B 98, 125140 (2018).
  32. J. Sun, A.Ruzsinszky, and J. P. Perdew, Phys. Rev. Lett. 115, 036402 (2015).
  33. P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, et al., WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties Vienna Univ. of Technology, Austria (2021). ISBN 3-9501031-1-2.
  34. P. Blaha, K. Schwarz, F. Tran et al., J. Chem. Phys. 152, 074101 (2020).
  35. F. Tran and P. Blaha, Phys. Rev. Lett. 102, 226401 (2009).
  36. J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B 45, 13244 (1992).
  37. H. Dixit, R. Saniz, S. Cottenier et al., J. Phys.: Condens. Matter 24, 205503 (2012).
  38. D. J. Singh, Phys. Rev. B 82, 205102 (2010).
  39. V. G. Orlov and G. S. Sergeev, Physica B 536, 839 (2018).
  40. V. G. Orlov and G. S. Sergeev, JMMM 475, 627 (2019).
  41. Э. А. Кравченко, В. Г. Орлов, Г. С. Сергеев, ЖЭТФ 158, 876 (2020).
  42. R. F. W. Bader, Atoms in Molecules: a Quantum Theory, International Series of Monographs on Chemistry 22, Oxford Sci. Publ., Oxford (1990).
  43. C. Gatti, Z. Kristallogr. 220, 399 (2005).
  44. The Quantum Theory of Atoms in Molecules. From Solid State to DNA and Drug Design, ed. by C. F. Matta and R. J. Boyd WILEY-VCH, Verlag GmbH&Co. KGaA, Weinheim (2007).
  45. J. M. Ginger, M. G. Roe, Y. Song et al., Phys. Rev. B 37, 7506 (1988).
  46. S. Uchida, T. Ido, H. Takagi et al., Phys. Rev. B 43, 7942 (1991).
  47. M. Terauchi and M. Tanaka, Micron 30, 371 (1999).
  48. M. Hidaka, N. Tokiwa, M. Oda et al., Phase Trans. 76, 905 (2003).
  49. P. Steiner, J. Albers, V. Kinsinger et al., Z. Phys. B 66, 275 (1987).
  50. T. Takahashi, F. Maeda, H. Katayama-Yoshida et al., Phys. Rev. B 37, 9788 (1988).
  51. N. Nucker, J. Fink, B. Renker et al., Z. Phys. B 67, 9 (1987).
  52. B. Reihl, T. Riesterer, J. G. Bednorz et al., Phys. Rev. B 35, 8804 (1987).
  53. A. Fujimori, E. Takayama-Muromachi, Y. Uchida et al., Phys. Rev. B 35, 8814 (1987).
  54. Z.-X. Shen, J. W. Allen, J. J. Yeh et al., Phys. Rev. B 36, 8414 (1987).
  55. C. Ambrosch-Draxl and J. O. Sofo, Comp. Phys.Comm. 175, 1 (2006).
  56. R. Abt, C. Ambrosch-Draxl, and P. Knoll, Physica B 194-196, 1451 (1994).
  57. S. Tajima, H. Ishii, T. Nakahashi et al., J. Opt. Soc. Am. B 6, 475 (1989).
  58. S. Uchida, T. Ido, H. Takagi et al., Phys. Rev. B 43, 7942 (1991).
  59. A. Otero-de-la-Roza, E. R. Johnson, and V. Luana, Comp. Phys.Comm. 185, 1007 (2014).
  60. V. G. Orlov and G. S. Sergeev, AIP Adv. 12, 055110 (2022).
  61. В. Г. Орлов, Г. С. Сергеев, ФТТ 64, 1900 (2022).
  62. D. D. Wagman, W. H. Evans, V. B. Parker et al., The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11, Suppl. 2 (1982).
  63. T. Timusk and B. Statt, Rep. Prog. Phys. 62, 61 (1999).
  64. M. J. Lawler, K. Fujita, J. Lee et al., Nature 466, 347 (2010).
  65. R.Comin and A. Damascelli, Ann. Rev. Condens. Matter Phys. 7, 369 (2016).
  66. H. Miao, G. Fabbris, R. J. Koch et al., npj Quantum Materials 6, 31 (2021).
  67. R. Arpaia, S. Caprara, R. Fumagalli et al., Science 365, 906 (2019).
  68. R. Arpaia and G. Chiringhelli, J. Phys. Soc. Jpn 90, 111005 (2021).
  69. H. C. Robarts, M. Garcia-Fernandez, J. Li et al., Phys. Rev. B 103, 224427 (2021).
  70. V. G. Orlov, A. A. Bush, S. A. Ivanov et al., J. Low Temp. Phys. 105, 1541 (1996).
  71. B. O. Wells, R. J. Birgenaeu, F. C. Chou et al., Z. Phys. B 100, 535 (1996).
  72. http://ckp.nrcki.ru

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2023

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies