Структура и свойства сегнетоэластика K2Ba(NO2)4 из первых принципов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

На основе теории функционала плотности исследованы особенности атомной структуры сегнетоэластических кристаллов K2Ba(NO2)4, обусловленные ориентационным беспорядком NO2-групп. Показано, что определенные методом рентгеноструктурного анализа (РСА) положения одной из трех кристаллографически неэквивалентных NO2-групп в параэластической фазе не являются равновесными. Расчетами из первых принципов получены равновесные положения атомов в сегнетоэластической фазе и предложена новая интерпретация результатов РСА атомной структуры параэластической фазы.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Ю. Белов

Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Author for correspondence.
Email: belov@crys.ras.ru
Russian Federation, г. Москва

Л. Ф. Кирпичникова

Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Email: belov@crys.ras.ru
Russian Federation, г. Москва

References

  1. Aizu K. // J. Phys. Soc. Jpn. 1969. V. 27. P. 387. https://doi.org/10.1143/JPSJ.27.387
  2. Инденбом В.Л. // Кристаллография. 1960. Т. 5. С. 115.
  3. Шувалов Л.А. // Изв. АН СССР. Cер. физ. 1979. Т. 43. С. 1554.
  4. Баранов А.И., Шувалов Л.А., Щагина Н.М. // Письма в ЖЭТФ. 1982. Т. 36. С. 381.
  5. Шахматов В.С. // Кристаллография. 1991. Т. 36. С. 1021.
  6. Иванов Н.Р., Кирпичникова Л.Ф., Константинова В.П. и др. // Кристаллография. 1978. Т. 23. С. 788.
  7. Harada M. // J. Phys. Soc. Jpn. 1983. V. 52. P. 3448. https://doi.org/10.1143/JPSJ.52.3448
  8. Белов А.Ю., Кирпичникова Л.Ф., Соболева Л.В., Шувалов Л.А. // Кристаллография. 1997. Т. 42. С. 1101.
  9. Kirpichnikova L.F., Belov A. Yu. // Ferroelectrics. 2003. V. 290. P. 133. https://doi.org/10.1080/00150190390222376
  10. Sapriel J. // Phys. Rev. B. 1975. V. 12. P. 5128. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.12.5128
  11. Кирпичникова Л.Ф., Шахматов В.С., Петрашко А. // Кристаллография. 2002. Т. 47. С. https://doi.org/1100. 10.1134/1.1523522
  12. Кон В. // Успехи физ. наук. 2002. Т. 172. С. 336. https://doi.org/10.3367/UFNr.0172.200203e.0336
  13. Martin R.M. Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods. Cambridge: Cambridge University Presss, 2004. 624 p.
  14. Gonze X., Beuken J.-M., Caracas R. et al. // Comput. Mater. Sci. 2002. V. 25. P. 478. https://doi.org/10.1016/S0927-0256(02)00325-7
  15. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. P. 1396. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.1396
  16. Goedecker S., Teter M., Tutter J. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 1703. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.1703
  17. Krack M. // Theor. Chem. Acc. 2005. V. 114. P. 145. https://doi.org/10.1007/s00214-005-0655-y
  18. Isaenko L.I., Korzhneva K.E., Goryainov S.V. et al. // Phys. B: Condens. Matter. 2018. V. 531. P. 149. https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.12.035

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Projection of the crystal structure of the KBR crystal onto the XOY plane in the paraelectric phase [11]. The nitrogen atoms N(2) and oxygen atoms O(2) are in the same plane as the K atoms.

Download (12KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The arrangement of atoms in a supercell (projection onto the YOZ plane) used to model the ferroelastic phase.

Download (13KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the supercellular energy on the maximum value of the plane wave energy Ecut.

Download (14KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Density of electronic states (eigenvalues of the Kohn–Sham equation system) per dN(E)/nadE atom for a supercell used as a model of the ferroelastic phase. Here N(E) is the number of states with energy not exceeding E. For the function N(E), the normalization is valid, where EF is the Fermi energy, na = 30 is the number of atoms in the structural unit Z = 2 (K4Ba2(NO2)8), and Ne = N(EF) = 192 is the number of valence electrons in a given structural unit.

Download (16KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Displacement of N(2) and O(2) atoms from the z/c = 0.5 plane with K atoms in the paraelectric phase. The orientation disorder of the NO2(2)-groups is associated with the presence of N(2) and O(2) atoms in equivalent positions obtained by mirror reflection in this plane.

Download (11KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences