W形六角铁氧体BaFe18O27电子结构与导电性的第一性原理研究*

李忠虎李林 朱林

W形六角铁氧体BaFe18O27电子结构与导电性的第一性原理研究*

李忠虎1)2)李林1)朱林1)

1)(东北大学理学院物理系，沈阳110819)
2)(朝鲜理科大学物理系，平壤)
(2010年11月9日收到;2011年2月14日收到修改稿)

采用基于第一性原理的GGA+U方法研究了BaFe18O27的晶体结构和基态电子结构．以实验数据为初始结构的离子弛豫显示，由于稳定结构中离子半径的差异和2d位Fe的存在，位于BaO层中6h位的O离子脱离了实验结构中原胞的“表面”位置，产生畸变．计算得到晶体磁矩为28μB/f．u．，与实验相符．电子态密度及能带计算表明该材料具有微弱的半金属特性，而且与c轴平行方向和垂直方向的能带色散关系有着很大不同，6g位Fe在该材料的输运特性中起着关键作用，它们形成一种“导电层”，导致垂直电导率和平行电导率出现非常大的差异．

第一性原理，W形六角铁氧体，电子结构，导电性

PACS:71.15.Mb，75.50.Gg，72.80.Ga

1.引言

随着高科技的迅速发展，在我们的生活中不断出现高频段电子设备，电磁干扰与电磁辐射污染已成为引人注目的问题．为此，人们努力寻找一些能吸收微波段电磁辐射的材料(吸波材料)．铁氧体磁材料因具有比较合适的导电性、介电性和磁性而呈现出较好的电磁波吸收性能，受到人们广泛关注［1—3］．其中六角铁氧体具有较强的磁晶格向异性、良好的高频段特性和吸波性能．W形六角铁氧体与M形六角铁氧体相比其各向异性场较小，自然共振频率较低，更接近需要吸收的电磁波频段．BaFe18O27是W形六角铁氧体中最典……