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APS -APS March Meeting 2017 - Event - The many local minima in energy surface of bismuth ferrite: a first-principles exploration

机译：APS -APS 2017年3月会议-活动-铋铁氧体能量表面的许多局部极小值：第一性原理探索

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Multiferroic bismuth ferrite is one of the most studied materials in the last decade because it is one of the very few that shows polar and magnetic orderings coexisting at room temperature. BiFeO$_3$ displays a variety of phases under different conditions of temperature, pressure, and epitaxial strain. In previous work$^{dagger}$, we identified these phases as local minima in the energy surface of bulk BiFeO$_3$, and we reported that this multiferroic shows a large amount of other phases as local minima. In the present first-principle study, we used an unbiased search scheme based on an evolutionary algorithm to systematically map the low-energy phases of BiFeO$_3$. We found that the potential energy surface of BiFeO$_3$ is very complex and it has a large number of local minima including non-perovskite structures. In order to assess what makes BiFeO$_3$ different from typical perovskite oxides, where the number of local minima is much smaller, we have also explored the potential energy surface of BaTiO$_3$ and PbTiO$_3$.${dagger}~$O. Di'{e}guez, O. E. Gonz'{a}lez-V'{a}zquez, J. C. Wojdel{}, and J. '{I}~{n}iguez,Phys. Rev. B {f{83}}, 094105 (2011).
机译：在过去的十年中，多铁性铋铁氧体是研究最多的材料之一，因为它是极少数在室温下能同时显示极性和磁序的材料之一。 BiFeO $ _3 $在温度，压力和外延应变的不同条件下显示出多种相。在以前的工作中，我们将这些相识别为块状BiFeO $ _3 $的能量表面中的局部极小值，并且我们报告说该多铁性体将大量其他相显示为局部极小值。在当前的第一原理研究中，我们使用了基于进化算法的无偏搜索方案来系统地映射BiFeO $ _3 $的低能相。我们发现BiFeO $ _3 $的势能表面非常复杂，并且具有大量局部最小值，包括非钙钛矿结构。为了评估是什么使BiFeO $ _3 $与典型的钙钛矿氧化物不同，后者的局部极小值要小得多，我们还探索了BaTiO $ _3 $和PbTiO $ _3 $ .ddagger的势能面。 $ O。 Di'{e} guez，O. E. Gonz'{a} lez-V'{a} zquez，J.C. Wojdel {}和J。'{I}〜{n} iguez，Phys。版本B {f {83}}，094105（2011）。

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