锰基钙钛矿超晶格电磁性能的第一原理计算研究-凝聚态物理专业毕业论文.docxVIP

摘要摘 摘要 摘 要 基于密度泛函理论的第一性原理计算方法逐渐成为重要的研究手段，在物理、 化学、生物等领域发挥了重要的作用。第一性原理计算方法的运用极大地促进了 材料的研究，为寻找功能材料提供了理论预测。随着计算机软硬件技术的高速发 展，第一性原理的计算研究方法成了高效而可靠的研究手段。 钙钛矿型氧化物是一类常见的复合氧化物，其性质，尤其经掺杂后形成复杂 的相图，拥有包括压电、超导、磁电阻、催化、离子导体等，有着广泛的用途。 应用领域包括传感器、固体燃料电池、固体电解质、固体电阻器及氧化还原催化 剂等诸多领域，是化学、物理和材料等领域的研究热点。锰基钙钛矿的磁性质很 复杂，特别是引入掺杂后，存在着包括电荷轨道有序态、自旋玻璃态、相分离等 现象。 Mn基钙钛矿超晶格，特别是LaENiMn06和LaECoMn06是近来关注度比较 高的两种锰基双钙钛矿，有潜在的应用价值。本文中研究了La2NiMn06和 La2CoMn06电子结构、电性质和磁性质。此外，还研究了掺杂Sr以后的电子、 电性质，通过对不同原子有序结构的铁磁、反铁磁计算，探讨了不同结构产生性 质差异的原因。 我们的计算证实了实验中发现的铁磁结构是LaENiMn06和La2CoMn06的能 量基态，(111)和(110)原子有序可以得到铁磁性半金属。对于不同浓度的Sr掺杂， 通过四角形变的能量计算显示，掺杂对晶格常数的影响可以忽略。GGA掺杂计 算给出了部分半金属相，而GGA+U一致地给出了绝缘体相。这体现了强电子关 联作用的影响。此外，伴随Sr掺杂引入的P空穴使得Ni／Co和Mn的价态发生 了变化，形成了不同的阳离子有序，改变了磁矩。 关键词：第一性原理计算，Mn基钙钛矿，超晶格，磁性 ABSTRACTABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT The first—principle methods based on density functional theory gradually becomes a crucial research tool and it plays an important role in physics，chemistry and biology．The application of first-principle calculation method greatly facilitates the research of materials，which gives a theoretical prediction of finding functional materials．With the high-speed development of computer software and hardware， first-·principle calculation method has become an efficient and cost··effective mean of research． Perovskite oxides are a class of common composite oxides．Their properties， especially the complex phase figure formed by doping，which contain piezoelectricity， superconductivity，magnetoresistance，catalysis，ion conductor，etc．，have wide range of applications．The application area contains sensor，solid fuel battery，solid electrolyte，solid resistor，redox catalyst and SO on．It is a hot topic of chemistry， physics and material science．It is very complex of the Mn based perovskite oxides’ magnetic properties．Particularly，after doping is introduced，it shows many phenomena including charge—orbit order states，spin glass states，phase separation，etc． Mn based perovskite supercell，especially La2NiMn06 and La2CoMn06 are two high fo