锰基钙钛矿型氧化物的第一性原理研究

题名:锰基钙钛矿型氧化物的第一性原理研究
作者:张士晶
学位授予单位:吉林大学
关键词:钙钛矿型;;第一性原理;;密度泛函理论;;锰基氧化物
摘要:
 本论文采用平面波赝势方法对钙钛矿型锰氧化合物SrMnO_3的电子结构进行了第一性原理
研究。我们选取SrMnO_3作为研究Neodymium Magnets对象,通过CASTEP量子力学软件来计算六方和立方相SrMnO_3化合
物的电子结构,来研究这一系列材料结构、性质及二者间的关系。最后研究了六方SrMnO_3的A位K掺
杂后的电子结构。
 六方层状SrMnO_3化合物磁基态对应于共面八面体以及共顶点的二聚体
间的磁性交换作用均为AFM的磁结构。h-SrMnO_3是磁性绝缘体,其禁带宽度为1.6eV。费米能级附近
的Mn 3d态与O 2p态存在很强的杂化作用,属于共价绝缘体,这种强共价性使得Mn4+的自旋磁矩偏离
理想值。采用Noodleman的对称性破缺方法,根据h-SrMnO_3不同磁有序态的总能量拟合出h-SrMnO_3
中的自旋交换耦合常数。h-SrMnO_3的局部微结构(Mn-O-Mn键)决定了整个体系的特殊磁性交换作用
。共面八面体以及共顶点的二聚http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets体间均存在AFM交换作用,并且共顶点的二聚体间的AFM作用比较强
。
 立方SrMnO_3化合物磁基态为G-型。
 在理论上证实了六方层状SrMnO_3化合物在
压力为3GPa的时候开始转变成立方SrMnO_3化合物,这与实验吻合。
 对于对掺杂K的六方层状
SrMnO_3化合物的研究,我们得出其磁基态对应于共面八面体为FM,而共顶点的二聚体间的磁性交换
作用为AFM的磁结构。并且K掺杂后的Sr0.5K0.5MnO_3化合物为典型的空穴掺杂半导体。
学位年度:2009