锰氧化物.pdf

钙钛矿锰氧化物基本物性

钙钛矿锰氧化物的通式可以写为：(R,A) Mn O (其中R为稀土元素, A为碱土元
2g g
的自旋方向相平行。而Mn4+的3个d电子都位于t 态（）。e 态能量较高，与
2g g
O 态强烈杂化，而t 态能量较低，与O 态杂化很弱。八面体的晶场劈裂能随着Mn－O键
2p 2g 2p
长的增加而降低。Mn4+、Mn3+和Mn2+、[14]。软
X-ray谱 研 究 展 示 Mn4+ 和 Mn3+ 的晶场劈裂能 分别为 和 [15] 。 如 果 不 存 在
Jahn-Teller畸变，Mn3+将蜕变为Mn4+和Mn2+。另外，Pickett等人[16]运用LSDA计算了
LaMnO 的电子结构。结果表明，在理想立方结构的情况下，铁磁有序的能量最低，分别
3
比A型和G型反铁磁有序低110meV和365meV。三者都呈金属性能带结构。但如果考虑 JT
畸变，A型反铁磁的能量较上述铁磁的能量还要低，从而成为基态。
立方晶场下Mn3+和Mn4+离子的电子结构示意图。
电子结构也会随着A位二价离子的掺杂量而改变。Chainani等人[17]在La Sr MnO
1-x x 3
中研究发现，随着A位二价离子含量的增加，光电子谱强度逐渐从占据的e 轨道(E )
g F
移向未占据的e 轨道；然而对所有A位二价离子的掺杂的样品，E 处只有很小的态密度。
g F
除了观察到Mn 3d和O 态间有强烈的杂化外，对金属性样品，未观察到明确的费米边。
2p
Park等人[18]利用高分辨率的光电子谱在La Ca MnO 和La Pb MnO 中看到出现金
3 3
属-绝缘体转变时，E 附近电子
F
3