本文選題：多鐵 + 雙鈣鈦礦　； 參考：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：多鐵材料應(yīng)用前景令人矚目,已經(jīng)成為功能材料研究領(lǐng)域的熱點。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物擁有豐富的物理性質(zhì)特別是潛在的室溫多鐵特性,這類材料可以用來設(shè)計制作四存儲態(tài)存儲器、可調(diào)微波器件等多種新型自旋器件,因而有望成為推動信息產(chǎn)業(yè)革新的關(guān)鍵力量。當(dāng)前對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)多鐵材料的研究焦點主要集中在尋找鐵磁序、高自發(fā)極化強度、具有室溫以上轉(zhuǎn)變溫度的體系。以密度泛函理論為基礎(chǔ)的第一性原理具有準確、簡便的特點。隨著計算速度的不斷提升,第一性原理日益成為物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)藥學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域重要的研究手段。利用第一性原理有助于研究鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的多鐵特性。本文采用第一性原理計算軟件VASP研究雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的稀土鎳錳氧化物有序超晶格的多鐵性質(zhì)。第一,對Pr2NiMnO6/La2NiMnO6有序超晶格結(jié)構(gòu)的多鐵性質(zhì)進行研究。首先按照B位的不同排列方式以及不同的磁序分別計算六種超晶格結(jié)構(gòu),從中找出了滿足產(chǎn)生鐵電自發(fā)極化條件非金屬態(tài)的[111]FM序。然后詳細分析[111]FM序的基態(tài)幾何結(jié)構(gòu),給出其八面體旋轉(zhuǎn)角、A位離子位移等結(jié)構(gòu)信息,分析結(jié)構(gòu)畸變對3d電子態(tài)的影響。最后利用現(xiàn)代極化方法的Berry Phase算法計算體系的自發(fā)極化。第二,研究Er2NiMnO6/La2NiMnO6有序超晶格結(jié)構(gòu)多鐵性質(zhì)。首先計算體系的結(jié)構(gòu)特征,給出一系列畸變參數(shù)。然后結(jié)合間接交換作用闡述其結(jié)構(gòu)畸變對體系電子結(jié)構(gòu)特別是磁矩的影響。最后分析結(jié)構(gòu)極化強度的方向以及幅度與A位離子半徑的關(guān)系。第三,在掌握上述超晶格多鐵性質(zhì)的情況下,嘗試調(diào)控鐵電極化強度。首先,按照A位離子半徑不同分別計算若干連續(xù)超晶格結(jié)構(gòu)的極化強度,分析極化強度與離子半徑的聯(lián)系。接著,構(gòu)建間斷超晶格結(jié)構(gòu),引入庫倫相互作用,嘗試提高體系的極化強度,分析極化強度增大的原因。最后,分析間斷超晶格間斷處上下兩部分的結(jié)構(gòu)特點,闡述上下兩部分畸變程度的不同與B位離子排列方式的關(guān)系。從結(jié)構(gòu)設(shè)計到理論計算與分析,本文得出了一些有益的結(jié)論,這些結(jié)論可以為以后多鐵材料的研究提供參考。
[Abstract]:The application prospect of multi-iron materials has attracted much attention and has become a hot spot in the field of functional materials research. Perovskite oxides have abundant physical properties, especially the potential room temperature polyferric properties. This kind of materials can be used to design and fabricate a variety of novel spin devices, such as four-storage memory, tunable microwave devices, etc. As a result, it is expected to become a key force in promoting innovation in the information industry. At present, the research focus of perovskite multi-iron materials is to find ferromagnetic order, high spontaneous polarization, and have the transition temperature above room temperature. The first principle based on density functional theory is accurate and simple. With the improvement of computing speed, first principles have become an important research tool in physics, chemistry, biomedicine, materials science and so on. The first principle is helpful to study the multi-iron properties of perovskite structure materials. In this paper, the properties of the ordered superlattices of rare earth nickel manganese oxides with double perovskite structure have been studied by the first-principle calculation software VASP. Firstly, the polyferric properties of Pr2NiMnO6/La2NiMnO6 ordered superlattices are studied. At first, six superlattice structures are calculated according to the different arrangement of B sites and different magnetic order, and the [111] FM order which satisfies the condition of generating ferroelectric spontaneous polarization is found out. Then the ground state geometric structure of [111] FM order is analyzed in detail, and the structure information of the octahedron rotation angle A position is given, and the influence of structural distortion on 3D electronic state is analyzed. Finally, the spontaneous polarization of the system is calculated by using the Berry Phase algorithm of the modern polarization method. Secondly, the polyferric properties of Er2NiMnO6/La2NiMnO6 ordered superlattices are studied. First, the structural characteristics of the system are calculated, and a series of distortion parameters are given. Then the influence of the structural distortion on the electronic structure, especially the magnetic moment, of the system is discussed in combination with the indirect exchange action. Finally, the relationship between the direction and amplitude of polarization intensity and the ion radius at site A is analyzed. Thirdly, we try to regulate the intensity of iron electrode under the condition of mastering the properties of the superlattice. Firstly, the polarization intensity of several continuous superlattices is calculated according to the different ion radius at site A, and the relationship between polarization intensity and ion radius is analyzed. Then the discontinuous superlattice structure was constructed and the Coulomb interaction was introduced to try to improve the polarization intensity of the system and analyze the reasons for the increase of the polarization intensity. Finally, the structural characteristics of the upper and lower parts of the discontinuous superlattice are analyzed, and the relationship between the degree of distortion of the upper and lower parts and the arrangement of B site ions is discussed. From structural design to theoretical calculation and analysis, some useful conclusions are obtained in this paper, which can be used as a reference for the study of multi-iron materials in the future.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB34

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本文編號：1796101