自旋-Peierls化合物GeCuO3电子结构的第一性原理研究

作者：明星; 范厚刚; 胡方; 王春忠; 孟醒; 黄祖飞; 陈岗

来源：Acta Physica Sinica, 2008, 57(4): 2368-2373.

DOI：10.3321/j.issn:1000-3290.2008.04.060

• GeCuO3
• 自旋-Peieds相变
• 第一性原理计算
• 共价绝缘体

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.

• 单位
  吉林师范大学; 吉林大学