《表4 两个Mn原子替换掺杂情况下,SrFe12–xMnxO19(x=1.0)不同构型的取代能Esub,晶胞磁矩mtot,以及相对于未掺杂体系的晶胞磁矩变化量(35)mtot》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《Mn掺杂锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)电子结构及磁性的第一性原理研究》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

在此基础上进一步考察Mn掺杂对体系电子结构的影响。单个Mn取代12k位置Fe原子的锶铁氧体构型的能带结构图和电子态密度图（图3(a，c）显示，Mn较Fe原子具有更高能级的占据态，构建了掺杂体系的价带顶，导带底主要由Mn和2a，12k位置的Fe原子轨道组成。由于价带顶的上移，导致体系的自旋向上能带带隙显著降低，自旋向上带隙值降低到0.85 eV，自旋向下带隙值为1.82 eV，带隙值的降低，在一定程度上提升了体系的导电性能。此外，Mn与O的态密度在价带部分有较宽能量区间的重叠，表明掺杂后Mn与周围的O原子有更强的键合作用。图3（b，d）给出了两个Mn原子掺杂情形下的稳定构型[2a.12k].1的能带结构图和电子态密度图。整体上而言，两个Mn掺杂的态密度与单个Mn掺杂的态密度图相似，掺杂的Mn原子的电子态对体系的导带底和价带顶有较大贡献。体系的自旋向上带隙值进一步减小，自旋向上带隙值为0.59 eV，自旋向下带隙值为1.84 eV。在价带能量区间，Mn的电子态和O的电子态仍有较大区间的重叠。从替代能的计算公式中可以看出，Mn掺杂体系的能量有显著降低。但体系的晶格参数变化很小，说明通过Mn的掺杂有望提升体系的力学性能。总体而言，Mn的掺杂降低体系的带隙，提升锶铁氧体的导电性能，同时有望提升体系的力学强度。