Особенности электронной структуры соединения FeTe

Abstract

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование электронной структуры и характера химических связей соединения FeTe в антиферромагнитной (АФМ) и парамагнитной фазах. Установлен преимущественно металлический характер химической связи, а присутствие ковалентных связей Fe–Te и Te–Te способствует стабилизации структурных искажений тетрагональной фазы FeTe в области низких температур. Установлено, что биколлинеарная АФМ структура отвечает основному состоянию соединения FeTe и рассчитанная величина магнитного момента MFe = 2,4µB хорошо согласуется с данными нейтронографических исследований. При этом поверхность Ферми (ПФ) низкотемпературной АФМ фазы радикально отличается от ПФ парамагнитного FeTe, и реконструкция ПФ при АФМ переходе может быть причиной изменения знака коэффициента Холла, который наблюдался в FeTe. Результаты расчетов свидетельствуют, что электронная структура и магнитные свойства FeTe хорошо описываются в рамках модели коллективизированных d-электронов и теории функционала плотности (DFT-GGA).

Проведено теоретичне та експериментальне дослідження електронної структури та характеру хімічних зв’язків сполуки FeTe в антиферомагнітній (АФМ) та парамагнітній фазах. Встановлено переважно металевий характер хімічного зв’язку, а наявність ковалентних зв’язків Fe–Te та Te–Te сприяє стабілізації структурних спотворень тетрагональної фази FeTe в області низьких температур. Встановлено, що біколінеарна АФМ структура відповідає основному стану сполуки FeTe і розрахована величина магнітного моменту MFe = 2.4µB добре узгоджується з даними нейтронографічних досліджень. При цьому поверхня Фермі (ПФ) низькотемпературної АФМ фази радикально відрізняється від ПФ парамагнітного FeTe, і реконструкція ПФ при АФМ переході може бути причиною зміни знаку коефіцієнта Холла, який спостерігався в FeTe. Результати розрахунків свідчать, що електронна структура та магнітні властивості FeTe добре описуються в рамках моделі колективізованих d-електронів та теорії функціонала густини (DFT-GGA).

The electronic structure and chemical bonds character of FeTe compound in antiferromagnetic (AFM) and paramagnetic phases were studied both experimentally and theoretically. Predominantly, metal character of chemical bonds in FeTe compound is established, and the presence of covalent bonds between Fe–Te and Te–Te atoms provides stabilization of structural distortions of the tetragonal phase at low temperatures. It is established that double stripe AFM phase corresponds to the ground state of FeTe compound, and the calculated value of magnetic moment MFe = 2,4µB is in agreement with the results of neutron diffraction measurements. At the same time, the Fermi surface (FS) of low-temperature AFM phase substantially differs from FS of paramagnetic FeTe. Fermi surfase reconstruction at AFM transition can produce a sign change of the Hall coefficient which was observed in FeTe. Results of the calculations demonstrate that electronic structure and magnetic properties of FeTe are well described within the itinerant d-electrons approach and the density functional theory (DFT-GGA).