Antiferromagnetic and structural transitions in the superoxideKO2from first principles: A2p-electron system with spin-orbital-lattice coupling

反铁磁性 物理 结晶学 凝聚态物理 电子结构 电子 化学 量子力学
作者
Minjae Kim,Beom Hyun Kim,Hong Chul Choi,B. I. Min
出处
期刊:Physical Review B [American Physical Society]
卷期号:81 (10) 被引量:32
标识
DOI:10.1103/physrevb.81.100409
摘要

${\text{KO}}_{2}$ exhibits concomitant antiferromagnetic (AFM) and structural transitions, both of which originate from the open-shell $2p$ electrons of $\text{O}_{2}{}^{\ensuremath{-}}$ molecules. The structural transition is accompanied by the coherent tilting of $\text{O}_{2}{}^{\ensuremath{-}}$ molecular axes. The interplay among the spin-orbital-lattice degrees of freedom in ${\text{KO}}_{2}$ is investigated by employing the first-principles electronic structure theory and the kinetic-exchange interaction scheme. We have shown that the insulating nature of the high-symmetry phase of ${\text{KO}}_{2}$ at high temperature $(T)$ arises from the combined effect of the spin-orbit coupling and the strong Coulomb correlation of $\text{O}\text{ }2p$ electrons. In contrast, for the low-symmetry phase of ${\text{KO}}_{2}$ at low $T$ with the tilted $\text{O}_{2}{}^{\ensuremath{-}}$ molecular axes, the band gap and the orbital ordering are driven by the combined effects of the crystal field and the strong Coulomb correlation. We have verified that the emergence of the $\text{O}\text{ }2p$ ferro-orbital ordering is essential to achieve the observed AFM structure for ${\text{KO}}_{2}$.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
熊若宇发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
mmm发布了新的文献求助10
刚刚
化工完成签到,获得积分20
1秒前
淡然从蕾发布了新的文献求助10
1秒前
小马甲应助YWH采纳,获得10
2秒前
2秒前
青菱青完成签到,获得积分10
3秒前
无辜的旭尧完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
麦子完成签到,获得积分10
3秒前
淡淡的寄灵完成签到,获得积分10
4秒前
automan完成签到 ,获得积分10
4秒前
寒冷的断秋完成签到,获得积分10
4秒前
向下的牛马完成签到,获得积分10
6秒前
主人家的大萝卜完成签到 ,获得积分10
6秒前
bkagyin应助HD采纳,获得10
7秒前
7秒前
jcw完成签到,获得积分10
8秒前
dxm发布了新的文献求助10
8秒前
goforit完成签到,获得积分0
9秒前
负责新筠发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
南望发布了新的文献求助10
10秒前
吾妻小郭发布了新的文献求助10
11秒前
瑞瑞1988完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
手抓饼啊发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
大模型应助怪点衣衣采纳,获得10
14秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Hello应助久久阳光采纳,获得10
14秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7068332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8729517
关于积分的说明 18473966
捐赠科研通 6600104
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3126755
关于科研通互助平台的介绍 2223206
邀请新用户注册赠送积分活动 2102157