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文檔簡介
1、過渡金屬氧化物一直是凝聚態(tài)物理研究的熱點之一。從基礎研究的角度來看,由于其強關(guān)聯(lián)特性,過渡金屬氧化物具備很多奇特的物性,如高溫超導、龐磁電阻等。從材料應用的角度來看,其所具備的優(yōu)異性質(zhì)為開發(fā)新一代器件提供了更多可能。根據(jù)過渡金屬離子的有效電子軌道,過渡金屬氧化物可以分為3d族,4d族以及5d族。對于3d族過渡金屬氧化物,它的局域電子關(guān)聯(lián)相互作用很強。然而相比于3d族,4d和5d族過渡金屬氧化物的實空間半徑更大,電子屏蔽作用更強,因此往往
2、表現(xiàn)出較小的庫侖相互作用以及較大的能帶寬度。目前,人們對于3d族過渡金屬氧化物的研究已經(jīng)較為全面,而對4d及5d的研究卻相對較少。事實上,Sr2RuO4中超導性的發(fā)現(xiàn)才開始引起人們對4d及5d過渡金屬氧化物的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)4d和5d過渡金屬氧化物中也有著各種新奇的性質(zhì),比如復雜的磁性、介電性、超導性等。目前研究最廣泛的是銥氧化物,原因在于銥有著非常強的自旋軌道耦合效應,這對其性質(zhì)有著至關(guān)重要的作用。然而在3d過渡金屬氧化物中,該耦合效應
3、對體系性質(zhì)的影響卻很小。特別要說的是,在4d和5d過渡金屬氧化物中存在各種強度相近的互作用,比如自旋軌道耦合效應、庫侖相互作用以及交換耦合作用,這些作用之間的相互競爭會導致材料中出現(xiàn)很多3d體系中鮮見的物理現(xiàn)象。
本研究分為四個部分:第一章,作為本文緒論,將首先對過渡金屬氧化物做簡單概括,并對4d和5d過渡金屬氧化物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)做了重點介紹對Os族和Ir族氧化物的研究進展進行了簡要總結(jié)。第二章,首先簡要介紹密度泛函理論、自旋軌
4、道耦合效應以及極化子理論,然后介紹了VASP軟件包,并對VASP的使用做了簡要的總結(jié)。接著對Wannier函數(shù)做了簡要說明。第三章,利用第一性原理計算方法,以準一維結(jié)構(gòu)的La3MO7(M=Os和Ru)為研究對象,從理論上研究了它們的電子結(jié)構(gòu),進一步確認了它們是有著相同磁性的反鐵磁絕緣體,同時解釋了材料中磁性原子磁矩減小的原因。接著通過原子替換的方式對材料進行空穴摻雜,研究了摻雜效應以及極化子的形成機制。第四章,對本文進行了簡單總結(jié),并對
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