Электронная структура ферроманганита висмута BiFe0,5Mn0,5O3

Раздел находится в стадии актуализации

Мультиферроики на основе сложных оксидов переходных металлов, в частности ферроманганит висмута BiFe0,5Mn0,5O3, являются перспективными функциональными материалами для использования в различных электротехнических устройствах. Однако в научной литературе отсутствует информация о систематическом исследовании твердого раствора BiFe0,5Mn0,5O3. В работе методами из первых принципов исследована модельная структура ромбоэдрического BiFe0,5Mn0,5O3. Проведены теоретические оценки эффективного магнитного момента, степени локализации 3 d -состояний и ширины энергетической щели для разных спиновых конфигураций ионов железа и марганца. Выявлен характер обменных взаимодействий между ионами переходных металлов. Установлено, что в антиферромагнитном упорядочении магнитные моменты ионов железа и марганца близки и составляют 4,16 и 4,23 µБ соответственно, при этом 3 d -состояния ионов железа локализованы, а 3 d -состояния ионов марганца, наоборот, делокализованы и асимметричны. Показано наличие малого результирующего момента, равного 0,012 µБ, на элементарную ячейку, обусловленного неэквивалентностью позиций ионов железа и марганца, приводящей к формированию энергетической щели шириной 1,28 и 1,48 эВ для каналов со спином вниз и вверх соответственно. Полученные для модельной структуры результаты позволяют качественно описать электронную структуру орторомбического BiFe0,5Mn0,5O3 при четырехкратно редуцированном по сравнению с ним числе ионов и в значительной степени расширяют имеющиеся сведения о структуре и физических свойствах твердых растворов BiFeO3-BiMnO3, полученных экспериментальными методами.
Баглов Алексей Викторович
Белорусский государственный университет (Беларусь, 220030, г. Минск, пр-т Независимости, 4); Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (Беларусь, 220013, г. Минск, ул. Петруся Бровки, 6)
Хорошко Людмила Сергеевна
Белорусский государственный университет (Беларусь, 220030, г. Минск, пр-т Независимости, 4); Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (Беларусь, 220013, г. Минск, ул. Петруся Бровки, 6)
Силибин Максим Викторович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Карпинский Дмитрий Владимирович
Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению (Беларусь, 220072, г. Минск, ул. Петруся Бровки, 19); Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)

124498, г. Москва, г. Зеленоград, площадь Шокина, дом 1, МИЭТ, ауд. 7231

+7 (499) 734-62-05
magazine@miee.ru