کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
1609801 1516269 2015 6 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
First principles study of structural, electronic and magnetic properties of ferromagnetic Bi2Fe4O9
ترجمه فارسی عنوان
اصول اولیۀ مطالعۀ خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسیِ مادۀ فرومغناطیسی Bi2Fe4O9
کلمات کلیدی
Bi2Fe4O9؛ فرومغناطیسی؛ خواص الکترونی؛ برهمکنش تبادلی؛ نظریۀ میدان بلوری؛ نظریۀ تابعی چگالی
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2.نتایج محاسباتی

3.نتایج و بحث

جدول 1) مقایسۀ بین پارامترهای شبکۀ محاسبه‌شده و تجربی ]16[ (با استفاده از توابع xc): a، b و C(A)، نسبت b/a، V(A’) در Bi2Fe4O9

جدول 2) مقایسۀ فواصل بین‌اتمی محاسبه‌شده و تجربی ]16[ (با استفاده از توابع xc) (A) و زوایای چندوجهی (درجه) Bi2Fe4O9

جدول 3) مقایسۀ بین گشتاور مغناطیسی محاسبه‌شده و تجربی و شکاف انرژی Bi2Fe4O9 با استفاده از توابع xc.

4.جمع‌بندی 

 
ترجمه چکیده
خواص مغناطیسی، الکترونی و ساختاری فراتِ بیسموت فرومغناطیسی (Bi2Fe4O9) را با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی بررسی می‌کنیم. توابع تبادلی-همبستگی گوناگونی نظیر LSDA، PBE-GGA، PBEsol-GGA و WC-GGA برای محاسبۀ انواع خواص Bi2Fe4O9 آزمایش شده است. تمامی توابع تبادلی-همبستگی، به‌طور دقیق، خواص ساختاری Bi2Fe4O9 را توصیف می‌کنند، اما قادر نیستند ساختارِ باندی صحیح آن را محاسبه کنند. ساختار باندی محاسبه‌شده زمانی بهبود می‌یابد که از روشِ DFT + U استفاده شود. اگر PBE-GGA + U را حساب کنیم، به شکاف انرژی‌ در حدود 2.1 الکترون-ولت برای Bi2Fe4O9 فرومغناطیسی می‌رسیم که به نتایج آزمایشگاهی بسیار نزدیک است. چگالی محاسبه‌شدۀ تراز‌های گوناگون، هیبرید شدن محسوسی بین تراز‌های Fe-3d و تراز‌های O-2p نشان می‌دهد که با همپوشانی اندکی بین تراز‌های Bi-6p و O-2p همراه است. اساساً، خواص مغناطیسی Bi2Fe4O9 به‌سبب یون‌های Fe+3 است. هر کدام از این یون‌ها گشتاور مغناطیسی ناکاملی در حدود 3.9 uB دارند. مقادیر گشتاور مغناطیسی القاشده در دیگر مکان‌های اتمی به محیط اطرافشان بستگی دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی مواد فلزات و آلیاژها
پیش نمایش مقاله
اصول اولیۀ مطالعۀ خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسیِ مادۀ فرومغناطیسی Bi2Fe4O9
چکیده انگلیسی


• Standard xc functionals give correct geometry but incorrect electronic structure.
• The calculated bandgap using PBE-GGA + U is 2.1 eV.
• Varying degree of hybridization between Fe–O and Bi–O atoms is observed.
• Exchange and crystal field splittings are vital in the electronic structure of Bi2Fe4O9.
• Magnetism of Bi2Fe4O9 is due to Fe3+ ions which induce magnetic moment in neighboring atoms.

The structural, electronic, and magnetic properties of ferromagnetic bismuth ferrate (Bi2Fe4O9) are investigated using density functional theory (DFT). Different exchange–correlation (xc) functionals (LSDA, PBE-GGA, PBEsol-GGA and WC-GGA) are tested to calculate various properties of Bi2Fe4O9. All the exchange correlation functionals accurately describe the structural properties of Bi2Fe4O9 but fail to calculate its correct band structure. The calculated band structure improves when DFT + U method is employed. The PBE-GGA + U calculations predict a bandgap of 2.1 eV for the ferromagnetic Bi2Fe4O9 in close agreement with the experiment. The calculated density of states shows appreciable hybridization between Fe-3d states and O-2p states along with minor overlap between Bi-6p and O-2p states. The magnetic properties of Bi2Fe4O9 are primarily due to Fe3+ ions, each of which has a non-integer magnetic moment of approximately 3.9 μB. The values of the induced magnetic moments at the other atomic sites depend on their local environments.

ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Alloys and Compounds - Volume 624, 5 March 2015, Pages 131–136
نویسندگان
, , , ,