CrN中原子位移的第一性原理计算研究

摘要

采用第一性原理计算方法研究了氮化铬（Chromium Nitride,CrN）的正交（Orthorhombic）相,发现其中的Cr原子和N原子均沿着正交结构的[100]方向移动,均偏离其高对称位置,且在结构中形成锯齿形的原子链,这个现象在过去的计算研究中一直没有被考虑.结果表明,在正交相中,原子位移可以使总能降低0.125 eV,因而更加稳定;考虑原子位移后,计算得到的晶格长度等结构参数与实验符合得更好;计算得到的体弹性模量K₀数值明显减小,更加接近实验值.正交相的磁基态是层间不对称的反铁磁结构,原子位移是由正交相中层间不对称的磁应力所驱动,同时原子位移可以补偿层间的磁相互作用力.此外,原子位移不改变CrN的莫特绝缘体特性,但是会轻微减小带隙.

关键词

CrN / 原子位移 / 磁性质 / 电子结构