Два последовательных спиновых перехода под давлением в клиноферросилите FeSiO3

А.А. Дьяченко, А.О. Шориков, А.В. Лукоянов, В.И. Анисимов

В рамках метода DFT+DMFT предсказаны два спиновых перехода в клиноферросилите FeSiO₃ под давлением: при температуре 1200 К переходы начинаются при 100 и 120 ГПа, полный переход в низкоспиновое состояние осуществляется соответственно при 120 и 150 ГПа. При более высоких температурах происходит увеличение границ спиновых переходов и давлений. Проведена оценка энергетических уровней атомных орбиталей ионов железа в FeSiO₃ для всех величин давлений, а также произведен расчет вероятностей электронных конфигураций, благодаря чему удалось установить, что спиновый кроссовер состоит преимущественно из высоко- и низкоспиновых конфигураций, сосуществующих в области перехода. Полученные результаты позволяют расширить представления о магнитных свойствах минералов нижней мантии Земли.

Рассчитанные в рамках метода DFT+DMFT спектральные функции ионов железа в FeSiO₃ при 1200 К для нормального давления, 100 и 150 ГПа.

(Отдел электронных свойств, лаб. оптики металлов ИФМ УрО РАН; авторы: А.А. Дьяченко, А.О. Шориков, А.В. Лукоянов, В.И. Анисимов. Результаты опубликованы в Physical Review B (2016). Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда, проект № 14-22-00004.)

Полный список публикаций по представляемой работе:

1. A.A. Dyachenko, A.O. Shorikov, A.V. Lukoyanov, V.I. Anisimov. Two successive spin transitions in a wide range of pressure and coexistence of high- and low-spin states in clinoferrosilite FeSiO₃ // Phys.Rev. B 93, 245121 (2016).