(A)[B]₂O₄型尖晶石鐵氧體材料具有許多有趣的特征,其晶體結(jié)構(gòu)、磁性、催化性能和半導(dǎo)體性能等隨著摻雜不同的元素和摻雜元素含量不同而變化,這種獨(dú)特的可調(diào)節(jié)性質(zhì)可以讓其具有很高的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。近年來的大量電子譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,包含尖晶石鐵氧體在內(nèi)的氧化物中并非所有氧離子都具有負(fù)二價狀態(tài),即除負(fù)二價氧離子外還含有負(fù)一價氧離子。這對于正確理解尖晶石鐵氧體材料的性質(zhì)具有至關(guān)重要的作用。其中負(fù)二價氧離子的含量比可用電離度f來描述。設(shè)氧離子的價態(tài)全部都是負(fù)二價時,f=1.0,其數(shù)值隨著負(fù)一價氧離子含量比的增加而減小。本文采用第一性原理計(jì)算了尖晶石鐵氧體MFe₂O₄（M=Mn,Fe,Co,Ni）的價電子態(tài)密度。對態(tài)密度曲線積分,計(jì)算出各種陽離子的3d電子數(shù)目,進(jìn)而計(jì)算離子的平均化合價和材料的電離度。計(jì)算出的電離度數(shù)值與X射線光電子譜給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很接近。我們使用維也納Ab-initio模擬軟件包（VASP）進(jìn)行第一性原理計(jì)算。用Kohn-Sham（KS）方程進(jìn)行自旋極化量子力學(xué)計(jì)算,其核心是對KS方程... 

【文章來源】：河北師范大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：46 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

尖晶石鐵氧體MFe2O4(M=Mn、Fe、Co、Ni)的晶體結(jié)構(gòu)[27]

計(jì)算中所選用的Fe3O4原胞

15和(f)可以看出費(fèi)米能級附近分布著少量自旋向下的[B]位Fe3d和O2p電子態(tài)，從而使Fe3O4具有半金屬性。圖3.2利用PBE+U方法得到的Fe3O4的價電子態(tài)密度。其中含(A)位2個Fe離子、[B]位4個Fe離子和8個O離子的態(tài)密度。圖(a)為Fe3d和O2p的態(tài)密度，(b)、(c)、(d)分別給出圖(a)中(A)位Fe3d、O2p和[B]位Fe3d的電子態(tài)密度；圖(e)中的O-2s、FeA-4s、FeB-4s分別代表O2s、(A)位Fe4s、[B]位Fe4s的電子態(tài)密度；圖(f)給出圖(a)中費(fèi)米能級附近的電子態(tài)密度。


本文編號：3472019