在過渡金屬氧化物的研究中,磁相變是一個非常重要的現(xiàn)象。磁相變包括磁性離子自旋狀態(tài)的改變以及離子磁矩有序結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。磁相變反映了各種能量競爭關(guān)系的變化。而這個競爭關(guān)系是由電荷密度、鍵長、鍵角、晶體對稱性等非常多的物理因素決定的。因此,人們可以通過應(yīng)力、摻雜、溫度、外場、界面工程等手段來使材料的磁性產(chǎn)生變化。另一方面,磁相變意味著整體電子結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變,那么材料的熱學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)也將產(chǎn)生一系列的調(diào)整。因此,對磁相變的解密可以幫助理解材料其他宏觀物性的變化。這兩點便是本博士論文研究的出發(fā)點。本博士論文對兩類3d過渡金屬氧化物中的磁相變進行了理論研究,一類是Bi2A2Co2O8（A=Ca.Sr,Ba）系列層狀材料,這類材料近年來因其出色的熱電性能受到了廣泛關(guān)注,但其電子結(jié)構(gòu)的理論研究則處于相對欠缺狀態(tài)。另一類是兩種ABO3型鈣鈦礦材料通過界面工程復(fù)合而成的多鐵材料,這類材料被認為是極具應(yīng)用潛力的多鐵材料,實驗方面的研究已非常充分,但理論上的研究仍存在不足之處。我們使用第一性原理計算作為主要研究手段,通過比較不同磁結(jié)構(gòu)的能量來確定體系的基態(tài)以及可能發(fā)生的磁相變行為。以磁相變?yōu)榍腥朦c,... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 ABO_3型鈣鈦礦材料中的基本磁學(xué)
        1.1.1 典型磁性
        1.1.2 三種磁交換模型
        1.1.3 晶場效應(yīng)
        1.1.4 自旋態(tài)相變
    1.2 ABO_3型復(fù)合結(jié)構(gòu)多鐵材料
        1.2.1 多鐵研究現(xiàn)狀
        1.2.2 復(fù)合型多鐵材料
    1.3 基于CoO_2層的層狀材料
        1.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.2 豐富的物性
    1.4 本論文研究的內(nèi)容
    參考文獻
第二章 理論方法和計算步驟
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 Hartree-Fock近似(HFA)
        2.1.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.3 Kohn-Sham方程
        2.1.4 局域密度近似
    2.2 強關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)中的Hubb U
        2.2.1 Hubbard模型
        2.2.2 LSDA+U
        2.2.3 U的選擇
    2.3 本論文計算所用的軟件包
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 Bi_2A_2Co_2O_8中的自旋相變和絕緣體金屬相變
    3.1 研究動機
    3.2 計算細節(jié)
        3.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.2.2 參數(shù)設(shè)置
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        3.3.2 磁態(tài)篩選
        3.3.3 建立相圖
        3.3.4 能帶結(jié)構(gòu)和電子態(tài)密度
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 Bi_2Sr_2Co_2O_8納米片的維度躍變現(xiàn)象
    4.1 研究動機
    4.2 計算細節(jié)
        4.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.2 參數(shù)設(shè)置
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 磁序檢驗
        4.3.2 相變溫度與厚度依賴關(guān)系
        4.3.3 電子結(jié)構(gòu)分析
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 SrMnO_3/BaTiO_3中磁性重組效應(yīng)
    5.1 研究動機
    5.2 計算細節(jié)
        5.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.2.2 參數(shù)設(shè)置
        5.2.3 U值測試
    5.3 結(jié)果和討論
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
博士學(xué)位期間發(fā)表、待發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]單相多鐵性材料——極化和磁性序參量的耦合與調(diào)控[J]. 王克鋒,劉俊明,王雨.  科學(xué)通報. 2008(10)



本文編號：3184594