CsANb2O7 (A=Bi, Nd)의 전자구조와 강유전 특성에 대한 제일원리 계산 (Electronic Structure and Spontaneous Polarization of CsANb2O7 (A = Bi, Nd) from First Principles)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 74권 / 5호 / 446 ~ 454페이지
· 저자명 : 김준석, 김복기

초록

본 논문에서는 Dion-Jacobson (DJ) 시리즈의 화합물인 CsANb2O7 에서 A가 Bi 또는 Nd 일 때의 산소팔면체의 틸팅에 관해, 전자구조 방법론과 대칭 모드 분석을 이용하여 구조적 특성 및 강유전 특성에 대한 연구를 진행하였다. 구조적인 관점에서 본 시리즈는 정방 (tetragonal) (P4/mmm) 구조로부터 직방 (orthorhombic) (Pmc21) 구조로 상전이한다. 제일 원리 계산결과와 대칭 모드 분석을 통해 M3+ 모드와 M5− 모드의 결합으로 인해 구조적인 상전이가 일어남을 알 수 있었다. 또한 이론적인 계산 결과를 통해, tetragonal 구조에서의 거울대칭을 파괴하는 Γ5− 에 의해 강유전상이 유도됨을 알 수 있었다. 강유전상에서 자발분극은 Γ5−의 크기와 직접적인 연관이 있고, 이를 계산을 통해서 구하였고, 비교해 보았다. 본 연구는 CsANb2O7 화합물의 상전이 및 전자 특성에 영향을 미치는 주요 요인을 탐구함으로써 해당 화합물의 특성에 대한 중요한 통찰을 제공한다.

영어초록

The effect of octahedral tilting of CsANb2O7 (A = Bi, Nd) compounds has been investigated through symmetry mode analysis and density-functional theory. This compounds undergo a structural phase transition from tetragonal (P4/mmm) to orthorhombic (Pmc21). Through first-principle energy calculation, it has been demonstrated that the coupling of M3+ and M5− modes primarily contributes to this phase transition. Furthermore, the ferroelectricity observed in these compounds is induced by the Γ5− mode, which breaks mirror symmetry of the tetragonal phase. By examining the magnitude of the amplitude of the (Γ5−) mode in each system, it becomes possible to estimate the magnitude of the spontaneous polarization. This comprehensive study offers a detailed analysis of the energetic behavior of the tilting modes concerning the structural phase transition in CsANb2O7 compounds, providing valuable insights for potential applications of these materials.

참고자료

· 없음