压力诱导的Y2NiIrO6电子结构和磁性的变化：基于第一性原理的研究

《ChemistrySelect》：Pressure-Induced Transformation of Electronic Structure and Magnetism in Y2NiIrO6: A First-Principles Study

本文采用第一性原理计算研究镧系掺杂Y?NiIrO?和Pr?NiIrO?在化学压力（镧系收缩）和静水压力下的晶格演化、电子结构调控及磁性变化。化学压力导致轻稀土体系晶格收缩，磁性重构；静水压力下体积持续减小，β角非单调变化，增强材料金属licity与电导率，电子转移方向与Y?NiIrO?不同，为双钙钛矿设计提供新策略。

　　

摘要

我们采用第一性原理计算方法研究了在施加化学压力和静水压力时，Y₂NiIrO₆的晶体结构、电子结构和磁性质的变化。首先，研究结果表明，通过对Y₂NiIrO₆施加化学压力（通过镧系元素的收缩效应），其晶体结构发生了显著变化。具体来说，在轻稀土系列中，随着化学压力的增加，晶胞体积减小；而重稀土系列则表现出独特的变化。此外，掺杂后的R₂NiIrO₆的磁结构也发生了显著改变。其次，在对Y₂NiIrO₆晶格施加静水压力时，晶胞体积持续减小。值得注意的是，晶胞参数中的β角在压力达到25 GPa时减小，而在超过25 GPa的压力下又有所增大。随着压力的增加，Y₂NiIrO₆的金属特性增强，从而导致电导率上升。观察发现电子从O^2?向Ir⁴⁺和Y³⁺转移。最后，我们对Pr₂NiIrO₆也进行了类似的实验，发现其与Y₂NiIrO₆对压力的响应不同。我们的研究表明，在A位点掺杂镧系元素会对Y₂NiIrO₆的晶体结构、电子结构和磁性质产生显著影响。同时，对Y₂NiIrO₆和Pr₂NiIrO₆施加静水压力的效果也存在差异。这些发现为设计具有定制性能的新型钙钛矿材料提供了宝贵的指导。

图形摘要

第一性原理计算表明，通过镧系元素掺杂和静水压力可以显著改变Y₂NiIrO₆的晶体结构、电子性质和磁性质：化学压力会减小轻稀土元素的晶胞体积并改变其磁结构；静水压力会持续减小晶胞体积，导致β角的非单调变化，并增强材料的金属性/导电性，同时促使电子发生迁移。Pr₂NiIrO₆与Y₂NiIrO₆对压力的响应存在差异，这些差异为定制钙钛矿材料的设计提供了依据。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。