近年來,研究納米磁性材料在科學技術上具有廣泛的應用,人們在實驗和理論計算兩個方面進行了大量的研究。磁性材料可分為軟磁材料和硬磁材料,其中硬磁材料的開發(fā)與磁性研究是新型納米結構材料研究領域內的一個熱門的焦點,也是深入研究基本磁學問題的良好載體。納米磁性材料與塊體磁性材料不僅性質幾乎相同,而且納米磁性材料的性質與其尺寸大小有關。研究表明,隨著納米磁性材料尺寸不斷的增大,則納米磁性材料的比表面積將不斷減小,從而導致化學和物理性質發(fā)生明顯的變化。由于稀土原子含有未填滿的4f電子軌道,從而使得稀土原子擁有非常大的自旋磁矩和軌道磁矩,同時能讓稀土原子表現出強的磁各向異性的特性,原因是稀土原子4f軌道的電子具有很強局域性和自旋-軌道耦合效應。鑭系（Ln）納米結構具有滿足先進器件小型化需求的潛力,比如磁性存儲器中的超高存儲密度,由于它們具有卓越的磁性能。然而,關于Ln系塊體和最小納米團簇結構的基本性質的問題仍然沒有得到更好的解決。從應用和科學的兩方面角度來看,確定它們的基態(tài)結構穩(wěn)定性、磁耦合和磁各向異性至關重要。因此,對稀土納米團簇的深入研究有助于開發(fā)新型光電材料和磁性材料,并將其應用于自旋電子學、高... 

【文章來源】：西南大學重慶市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

圖1.1分別為Eu、Ce和Pr的三種晶體結構

理論基礎與計算方法19Ψ=1√!|1(1,1)2(1,1)1(2,2)2(2,2)(1,1)(2,2)1(,)2(,)(,)|(2.37)其中第i個單電子的波函數用(,)表示，是空間坐標，是自旋坐標。波函數將改為行列式描述，它反映了量子態(tài)的線性疊加。利用數學方法能夠將方程表示為：[2+()+∑∫|(′)|2|′|≠]()∑∫|(′)(′)|2|′|≠()=()(2.38)2.4金屬磁性理論2.4.1海森堡交換模型海森堡提出的交換模型是研究鐵磁系統(tǒng)的有利工具。該模型對氫分子基態(tài)通過對量子力學的方法來求解。交換能可以利用電子的自旋態(tài)進行描述，交換能公式：=212,其中A待定常數，多原子系統(tǒng)被推廣使用了海森堡交換作用模型，這樣多電子系統(tǒng)也可以用海森堡模型描述，如下公式所示：=∑2<(2.39)其中，表示標記為i，j的電子之間的交換積分，假如A=,則有下面的公式：=2∑<j(2.40)當自旋方向平行（或反平行）時，體系處于自旋穩(wěn)定態(tài)。則上式（2.40）中，即為海森堡交換模型。在圖2.1中，當A>0時，各個電子自旋的平行方式對應著不圖2.1氫分子電子系統(tǒng)的示意圖

SmCo納米團簇磁性的第一性原理研究25簇結構首先使用VASP軟件進行結構優(yōu)化，優(yōu)化時擺放的位置如圖3.1右下方所示。圖3.1在Sm3Co18納米團簇中，顯示出每一層中Sm和Co原子所在位置的平均磁矩。圖3.2在Sm3Co18納米團簇中，分別計算出每一層中Sm原子和Co原子的平均自旋磁矩，平均軌道磁矩和平均總磁矩。

【參考文獻】：
期刊論文
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