Thermodynamic properties, electronic and crystallographic structure, and magnetic response of the Sr2HoNbO6 material

Abstract

En el presente trabajo se utilizó el código Wien2k, en el marco de la teoría del funcional de la densidad de Kohn-Sham, aplicando el método de ondas planas aumentadas y linealizadas (full-potential linearized augmented plane wave, FP- LAPW) y adoptando la aproximación de gradiente generalizado (GGA) de Perdew, Burke y Ernzerhof para la energía de intercambio y correlación, así como la aproximación de densidad local (local density approximation, LDA) para el cálculo de la densidad de estados y la estructura de bandas de la perovskita doble Sr2HoNbO6. Para los cálculos se consideró el grupo Fmm (#225), experimentalmente obtenido a partir de mediciones de difracción de rayos X y del método de refinamiento de Rietveld. El parámetro de red experimental fue de 8.018 Å, el cual concuerda en un 99,2 % con las predicciones teóricas efectuadas a partir de la minimización de la energía mediante la ecuación de estado de Murnaghan. A partir de mediciones de susceptibilidad magnética en función de la temperatura y del ajuste con la ley de Curie, se obtuvo el valor del momento magnético efectivo 10,01 μB. Este valor es muy cercano del esperado teóricamente a partir de las reglas de Hund (10,60 μB). La brecha de energía determinada entre las bandas de valencia y de conducción fue de 3,3 eV, lo que revela el carácter aislante de la perovskita compleja Sr2HoNbO6 para la configuración de espín hacia arriba, en tanto que se observó el carácter semiconductor para la polarización de espín hacia abajo, con una brecha de energía de 0,77 eV. Las propiedades termodinámicas se calcularon a partir de la ecuación de estado usando el modelo cuasi-armónico de Debye. Un comportamiento del calor específico, con CV≈CP, se encontró a temperaturas inferiores a T = 500 K, con valores del límite de Dulong-Petit que doblaban los que se han reportado para materiales del tipo de la perovskita. © 2018. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

First-principles calculations to investigate elastic, electronic and thermophysical properties of the Dy2Bi2Fe4O12 ferromagnetic semiconductor

“…The variation of thermodynamic properties as a function of temperature and pressure can give relevant information for the understanding of the macroscopic behaviours exhibited by the material. Although this dependence of thermophysical properties has been carried out for perovskites of various structures [14,64], there are no references in the literature for the Dy 2 Bi 2 Fe 4 O 12 material. The Debye quasi-harmonic approximation was applied from the equation of state to obtain the specific heat at both constant volume and constant pressure in the temperature regime between 0 K and 1200 K, as exemplified in figure 4.…”