近年來,磁性和鐵電性共存的多鐵性材料由于其在自旋電子學領(lǐng)域誘人的應(yīng)用前景而得到廣泛關(guān)注,新型多鐵性材料的設(shè)計和探索成為熱門研究課題。功能鈣鈦礦氧化物體系作為多鐵性材料的潛在候選者而處于相關(guān)研究領(lǐng)域的核心地位。此外,鈣鈦礦氧化物多自由度（晶格、電荷、自旋和軌道）之間的耦合也吸引著科學家的注意。本文圍繞鈣鈦礦稀土鐵氧體RFeO3以及雙鈣鈦礦R2NiMnO6和R2CoMnO6體系（R為稀土元素）,通過第一性原理計算研究了其晶體結(jié)構(gòu)和物理性能。本工作引入了三種用于改性鈣鈦礦體系的“力”,分別為化學壓（稀土離子半徑效應(yīng)）、靜水壓以及外延應(yīng)變。由于這三種“力”皆可影響鈣鈦礦體系的體積和物理性質(zhì),我們將其稱為“改性力”。我們試圖通過施加這三種“改性力”,在這三類鈣鈦礦體系中誘導或調(diào)控其磁性、鐵電性、多鐵性和其他電學性能。通過第一性原理計算,獲得如下主要結(jié)論：稀土鈣鈦礦體系晶體結(jié)構(gòu)和物理性能的化學壓和靜水壓效應(yīng)并不是等價的。一方面,化學壓對稀土鈣鈦礦體系（例如RFeO3和R2NiMnO6）的氧八面體扭轉(zhuǎn)影響較靜水壓更為明顯,而其對體系鍵長（例如Fe-O, Ni-O和Mn-O鍵長）的影響則弱于靜水壓。另... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)
    1.2 稀土鈣鈦礦氧化物
3">        1.2.1 稀土鈦酸鹽RTiO3

        1.2.2 稀土鐵氧體RFeO₃和稀土鉻氧體RCrO₃

        1.2.3 雙鈣鈦礦鐵磁氧化物
    1.3 多鐵性材料及其研究現(xiàn)狀
        1.3.1 多鐵性材料的設(shè)計思路
        1.3.2 鈣鈦礦型多鐵性材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 三種常見的“改性力”
    1.5 本課題的目的和研究內(nèi)容
第二章 理論背景與計算方法
    2.1 第一性原理的基本概念
    2.2 自發(fā)極化的理論計算
    2.3 磁相變溫度的平均場方法
    2.4 計算方法與參數(shù)
3的晶體結(jié)構(gòu)和物理性能">第三章 稀土鐵氧體RFeO₃的晶體結(jié)構(gòu)和物理性能
    3.1 引言
    3.2 結(jié)果與討論
    3.3 本章小結(jié)
2NiMnO₆的晶體結(jié)構(gòu)、磁性和電學性能">第四章 雙鈣鈦礦R₂NiMnO₆的晶體結(jié)構(gòu)、磁性和電學性能
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
    4.3 本章小結(jié)
第五章 雜化非本征鐵電性的原子理論
    5.1 引言
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 雜化非本征鐵電性的原子理論
        5.2.2 一種新型雜化非本征鐵電性類型的預(yù)言
        5.2.3 超晶格中雜化非本征鐵電性的層數(shù)效應(yīng)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 具有可調(diào)電學和磁學性質(zhì)的近室溫多鐵性超晶格
    6.1 引言
    6.2 結(jié)果與討論
2NiMnO₆的晶體結(jié)構(gòu)和磁性">        6.2.1 La₂NiMnO₆的晶體結(jié)構(gòu)和磁性
        6.2.2 超晶格的鐵電性
        6.2.3 超晶格的磁性
        6.2.4 超晶格鐵電性和磁性的應(yīng)變效應(yīng)
    6.3 本章小結(jié)
第七章 在順電的稀土鐵氧體中創(chuàng)造多鐵性
    7.1 引言
    7.2 結(jié)果與討論
        7.2.1 稀土鐵氧體中新相的結(jié)構(gòu)特性
        7.2.2 稀土鐵氧體化學壓和外延應(yīng)變的相圖
        7.2.3 稀土鐵氧體薄膜多相界處的性質(zhì)
        7.2.4 稀土鐵氧體薄膜物理性能的應(yīng)變效應(yīng)
    7.3 本章小結(jié)
2CoMnO₆高壓下自旋和電子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變">第八章 雙鈣鈦礦R₂CoMnO₆高壓下自旋和電子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變
    8.1 引言
    8.2 結(jié)果與討論
    8.3 本章小結(jié)
第九章 總結(jié)與展望
參考文獻
與圖1.2有關(guān)的毎鈥礦氧化物空同群的出處
致謝
個人簡歷
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其它研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]磁電多鐵性材料的寵兒:鐵酸鉍（BiFeO3）研究進展的十年回顧[J]. 姚攜菲,張金星.  物理. 2014(04)
[2]磁致多鐵性物理與新材料設(shè)計[J]. 董帥,向紅軍.  物理. 2014(03)
[3]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.  科學通報. 2008(10)



本文編號：3155841

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