Теоретическое исследование влияния эпитаксиальной деформации на структурные и магнитные свойства тонкой пленки YFeO3 на подложке SrTiO3
Г. С. Дедов+, А. О. Шориков*×+
+Уральский федеральный университет, 620002 Екатеринбург, Россия
*Институт физики металлов, Уральское отделение РАН, 620108 Екатеринбург, Россия,
×Сколковский институт науки и технологий, 121205 Москва, Россия
Abstract
В рамках метода GGA + U были исследованы электронная структура
и магнитные свойства тонкой пленки YFeO3 на подложке SrTiO3. Было
показано, что в тонкой пленке YFeO3/SrTiO3 эпитаксиальная
деформация приводит к существенным искажениям кристаллической структуры и
смещению атомов железа на поверхности пленки из плоскости, образованной
ближайшими кислородами. Данные искажения приводят к смене типа дальнего
магнитного упорядочения от антиферромагнитного G-типа, наблюдаемого в
стехиометрическом YFeO3, к ферримагнитному упорядочению, близкому к
антиферромагнитному упорядочению A-типа, и переходу от диэлектрического
состояния в металлическое. Полная релаксация позиций атомов привела к
возникновению искажения типа "дыхательной моды" в толще пленки, которая
сопровождается появлением электрической поляризации 15.1 мкКл/cм2,
что находится в согласии с экспериментом. Искажение кислородных октаэдров
вокруг атомов железа приводит к переходу из высокоспинового в
промежуточноспиновое состояние и падению величин локальных моментов.