論文の概要: Construction of First Principle Based Adiabatic and Diabatic Hamiltonian for TiO$_6^{8-}$ unit of BaTiO$_3$ Crystal: Photoemission Spectra and Ferroelectricity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02143v1
- Date: Sun, 04 May 2025 15:10:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.448481
- Title: Construction of First Principle Based Adiabatic and Diabatic Hamiltonian for TiO$_6^{8-}$ unit of BaTiO$_3$ Crystal: Photoemission Spectra and Ferroelectricity
- Title（参考訳）: BaTiO$_3$結晶のTiO$_6^{8-}$単位に対する第一原理に基づく断熱および断熱ハミルトニアンの構成:光電子スペクトルと強誘電性
- Authors: Mantu Kumar Sah, Soumya Mukherjee, Satyam Ravi, Satrajit Adhikari,
- Abstract要約: BaTiO$_3$結晶の強誘電特性は、PJT相互作用から生じる。
初めて、textitab initio adiabatic potential energy surfaces (PESs) と non-adiabatic coupling terms (NACTs) を計算した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3749120526936465
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The ferroelectric property of BaTiO$_3$ crystal arises from the strong Pseudo Jahn-Teller (PJT) interactions between the non-degenerate ground electronic state, $^1A_{1g}$ and the degenerate $^1T_{1u}$ symmetry states through the nuclear distortions of $t_{1u}$ modes in TiO$_6^{8-}$ unit. In a $d^0$ electronic configuration of $Ti^{4+}$ ion, the PJT interaction leads to a stabilization effect, which has been explored using Beyond Born-Oppenheimer (BBO) theory. The $^1T_{1u}$ excited states form a three-state degeneracy, exhibiting feeble Jahn-Teller (JT) distortions over the $t_{2g}$ planes. For the first time, we compute \textit{ab initio} adiabatic potential energy surfaces (PESs) and non-adiabatic coupling terms (NACTs), and thereafter, diabatic PESs and couplings for the perovskite unit, TiO$_6^{8-}$. Using a Time-Dependent Discrete Variable Representation (TDDVR) approach, the theoretical photoemission spectra exhibit good agreement with the experimental ones. Moreover, the experimental observation on order parameter associated with ferroelectric properties of BaTiO$_3$ crystal show close resemblance with present and other theoretical predictions.
- Abstract（参考訳）: BaTiO$_3$結晶の強強誘電特性は、非退化基底電子状態である$^1A_{1g}$と縮退した$^1T_{1u}$対称性状態の間のPJT相互作用から生じる。
イオンのd^0$電子配置では、PJT相互作用は安定化効果をもたらし、Beyond Born-Oppenheimer (BBO) 理論を用いて研究されている。
^1T_{1u}$励起状態は3状態の縮退を形成し、$t_{2g}$平面上でのヤーン・テラー(JT)歪みを示す。
はじめて、textit{ab initio} adiabatic potential energy surfaces (PESs) と non-diabatic coupling terms (NACTs) を計算し、その後、ペロブスカイト単位 TiO$_6^{8-}$ のダイアバティック PES とカップリングを計算した。
Time-Dependent Discrete Variable Representation (TDDVR) アプローチを用いて、理論光電子分光は実験結果とよく一致している。
さらに,BaTiO$_3$結晶の強誘電特性に関連する秩序パラメータに関する実験的観察は,現在およびその他の理論的予測とよく似ている。
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