菱铁矿FeCO_3高压相变与性质的第一性原理研究

采用平面波赝势方法对菱铁矿FeCO_3高压下的晶体结构,电子构型和电子结构进行了第一性原理计算研究.研究过程中考虑了菱铁矿FeCO_3真实的反铁磁(AFM)自旋有序态,模拟静水压环境,从零压逐步加压到500 GPa.在40—50GPa压力范围内,FeCO_3发生了从高自旋(HS)AFM态到低自旋(LS)非磁性(NM)态的磁性相变,伴随着晶胞体积坍塌10.5%.FeCO_3在相变前后均是绝缘体,但是相变后的LS-NM态的Fe^(2+)离子的3d电子局域化程度更强,能隙随着压力的进一步增大而逐步增大,离化程度更高,直到500 GPa没有发生金属绝缘体相变.