雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)稀土鎳錳氧化物超晶格的多鐵性質(zhì).pdf

1、多鐵材料應(yīng)用前景令人矚目，已經(jīng)成為功能材料研究領(lǐng)域的熱點。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物擁有豐富的物理性質(zhì)特別是潛在的室溫多鐵特性，這類材料可以用來設(shè)計制作四存儲態(tài)存儲器、可調(diào)微波器件等多種新型自旋器件，因而有望成為推動信息產(chǎn)業(yè)革新的關(guān)鍵力量。當前對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)多鐵材料的研究焦點主要集中在尋找鐵磁序、高自發(fā)極化強度、具有室溫以上轉(zhuǎn)變溫度的體系。以密度泛函理論為基礎(chǔ)的第一性原理具有準確、簡便的特點。隨著計算速度的不斷提升，第一性原理日益成為物理學(xué)、化學(xué)、

2、生物醫(yī)藥學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域重要的研究手段。利用第一性原理有助于研究鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的多鐵特性。
　　本文采用第一性原理計算軟件 VASP研究雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的稀土鎳錳氧化物有序超晶格的多鐵性質(zhì)。第一，對Pr2NiMnO6/La2NiMnO6有序超晶格結(jié)構(gòu)的多鐵性質(zhì)進行研究。首先按照 B位的不同排列方式以及不同的磁序分別計算六種超晶格結(jié)構(gòu)，從中找出了滿足產(chǎn)生鐵電自發(fā)極化條件非金屬態(tài)的[111] FM序。然后詳細分析[111] FM序的基

3、態(tài)幾何結(jié)構(gòu)，給出其八面體旋轉(zhuǎn)角、A位離子位移等結(jié)構(gòu)信息，分析結(jié)構(gòu)畸變對3d電子態(tài)的影響。最后利用現(xiàn)代極化方法的Berry Phase算法計算體系的自發(fā)極化。第二，研究 Er2NiMnO6/La2NiMnO6有序超晶格結(jié)構(gòu)多鐵性質(zhì)。首先計算體系的結(jié)構(gòu)特征，給出一系列畸變參數(shù)。然后結(jié)合間接交換作用闡述其結(jié)構(gòu)畸變對體系電子結(jié)構(gòu)特別是磁矩的影響。最后分析結(jié)構(gòu)極化強度的方向以及幅度與A位離子半徑的關(guān)系。第三，在掌握上述超晶格多鐵性質(zhì)的情況下，嘗試