Cтруктура дефектов, электронная зонная структура и фазовый переход полупроводник–металл в кобальтите PrBaCo$_{2}$O$_{5.5}$: ab initio PAW-подход

Первопринципным методом PAW проведены расчеты электронной зонной структуры кобальтита PrBaCo$_{2}$O$_{5+\delta}$ при содержании кислорода близком к 5.5. Показано, что фазовый переход полупроводник–металл при 5 + $\delta$ = 5.5 является следствием перехода атомов кобальта в октаэдрическом окружении из низкоспинового состояния в высокоспиновое, а атомов в пирамидальном окружении – из высокоспинового в низкоспиновое. Причиной появления металлической проводимости является повышение энергии антисвязывающих $e_g$ состояний пирамидальных атомов кобальта, вследствие чего они оказываются на уровне Ферми, определяя тем самым металлический характер системы. Исследовано влияние отклонения содержания кислорода от 5.5 на зонную структуру и проводимость. Показано, что переход полупроводник–металл можно наблюдать только в узком диапазоне значений 5 + $\delta$ ниже 5.5.