Co系钙钛矿结构化合物p-d杂化效应的研究

题名:Co系钙钛矿结构化合物p-d杂化效应的研究
作者:郑龙
学位授予单位:西北师范大学
关键词:Hartree-Fock近似;;recursion方法;;态密度;;p-d杂化;;双交换效应
摘要:

 自二十世纪九十年代发现钙钛矿结构氧化物的巨磁电阻效应以来,其丰富的物理性质和潜在的应用前景引起了人们极大的兴趣。巨磁电阻效应在工业上具有广泛的应用如信息存储领域中的磁记录,磁头和传感器等方面。从基础研究上来讲,这些钙钛矿氧化物表现出丰富的物理内容,如顺磁—铁磁相变伴随绝缘—金属相变Strong magnets、电荷轨道有序、相分离、Jahn-Teller畸变、双交换模型、超交换模型以及各种相互作用之间的藕合,这些复杂的现象极大的激发了物理学研究人员的研究兴趣。大量的研究主要集中在各种有序的构型以及对电磁特性的影响,相分离以及巨磁电阻效应的联系上,本论文主要研究在钙钛矿结构化合物中的p-d杂化效应以及它对体系磁状态的影响。本论文的主要内容安排如下:

 第一章介绍了巨磁阻锰氧化物的研究历史:晶体结构以及晶格畸变,体系的相图;基本物理机制(如双交换作用、Jahn-Teller效应和超交换作用);电荷有序及对其的调控。

 第二章介绍计算的理论模型以及方法:我们采用多能带的Hubbard模型来描述实际的钙钛矿材料,即计入d轨道和p轨道的简并度,以及d电子之间的coulomb排斥作用和double-exchange作用,在Hartree-fock平均场近似下将系统的Hamiltonian线性化,得到类似紧束缚近似模型的有效单粒子Hamiltonian。同时,我们利用实空间recursion电子结构计算方法,通过对不同自旋态的能态密度和能量的计算,来研究系统可能存在的磁结构以及相应的性质。

 第三章在实空间recursion电子结构的计算中,我们研究了在Co钙钛矿化合物结构中的各种磁有序态,其源于电子在3d壳层的不同排列及http://www.chinamagnets.biz/其相邻Co原子之间的相互作用。在本文中,我们研究了CeCoO_3, SrCoO_3和Sr_(1-x)Ce_xCoO_3等Co钙钛矿化合物中的p-d杂化效应,发现t_(2g)电子是局域的,而e_g电子则主要表现出巡游性,尽管稀土族元素对于费米面附近的能态密度贡献很小,但是由于Co在三种化合物中不同的化合价,这三种化合物费米面附近的能态密度以及磁矩有很大不同,因而p-d杂化效应表现得非常的重要。
学位年度:2010