Ni/BiFeO3超晶格磁电效应的第一性原理计算

摘要

为了探究铁磁/铁电超晶格材料的磁电耦合效应,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Ni/BiFeO3超晶格的电子结构和磁矩.结果表明,Ni/BiFeO3超晶格界面处Ni-3d轨道与O-2p轨道发生了强烈的电子杂化作用,Ni和BiFeO3界面主要通过以O原子为中间媒介的电荷转移进行相互影响.在外加电场作用下,由于铁电极化的存在,超晶格结构上下两个界面存在磁化差异,原子成键和电荷转移重新分布能够引起较强的磁电耦合效应.Ni/BiFeO3超晶格界面磁电耦合系数约为3.509×10-14 T·cm2/V.