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Unusual intermediate spin Fe3+ ion in antiferromagnetic Li3FeN2

机译：反铁磁Li3FeN2中异常的中间自旋Fe 3 + 离子

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The electronic configuration, spin-ordering state, and electronic structure of ternary nitride Li3FeN2 are revisited by comprehensive first-principles density functional calculations. The ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM1) solutions show low spin (S = 1/2) states with FM intra-chain coupling interactions, whereas the AFM2 and AFM3 solutions display unusual intermediate spin (S = 3/2) states with AFM intra-chain coupling interactions. The insulating AFM solutions with intra-chain AFM coupling interactions are energetically favorable relative to the magnetic ordering states with intra-chain FM coupling interactions, which are in good agreement with experimental results. The spin exchange parameters are deduced by mapping the energies of the magnetic ordering states onto the Heisenberg Hamiltonian. Calculated magnetic coupling parameters indicate that the intra-chain AFM interactions are much stronger than the inter-chain coupling interactions; thus, Li3FeN2 can be described as a one-dimensional AFM spin chain system.
机译：通过全面的第一性原理密度泛函计算，重新审视了三元氮化物Li3FeN2的电子结构，自旋有序状态和电子结构。铁磁（FM）和反铁磁（AFM1）解决方案显示出具有FM链内耦合相互作用的低自旋（S = 1/2）状态，而AFM2和AFM3解决方案显示出具有AFM的异常中间自旋（S = 3/2）状态链内偶联相互作用。相对于具有链内FM耦合相互作用的磁有序态，具有链内AFM耦合相互作用的绝缘AFM解决方案在能量上是有利的，这与实验结果非常吻合。通过将磁有序态的能量映射到海森堡哈密顿量来推导出自旋交换参数。计算出的磁耦合参数表明，链内原子力显微镜的相互作用比链间相互作用强得多。因此，Li3FeN2可以描述为一维AFM自旋链系统。

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