Co系鈣鈦礦結(jié)構(gòu)化合物中p-d雜化效應(yīng)的研究.pdf

1、自二十世紀九十年代發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物的巨磁電阻效應(yīng)以來,其豐富的物理性質(zhì)和潛在的應(yīng)用前景引起了人們極大的興趣。巨磁電阻效應(yīng)在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用如信息存儲領(lǐng)域中的磁記錄,磁頭和傳感器等方面。從基礎(chǔ)研究上來講,這些鈣鈦礦氧化物表現(xiàn)出豐富的物理內(nèi)容,如順磁—鐵磁相變伴隨絕緣—金屬相變、電荷軌道有序、相分離、Jahn-Teller畸變、雙交換模型、超交換模型以及各種相互作用之間的藕合,這些復(fù)雜的現(xiàn)象極大的激發(fā)了物理學(xué)研究人員的研究興趣。大量

2、的研究主要集中在各種有序的構(gòu)型以及對電磁特性的影響,相分離以及巨磁電阻效應(yīng)的聯(lián)系上,本論文主要研究在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)化合物中的p-d雜化效應(yīng)以及它對體系磁狀態(tài)的影響。本論文的主要內(nèi)容安排如下:
　　第一章介紹了巨磁阻錳氧化物的研究歷史:晶體結(jié)構(gòu)以及晶格畸變,體系的相圖;基本物理機制(如雙交換作用、Jahn-Teller效應(yīng)和超交換作用);電荷有序及對其的調(diào)控。
　　第二章介紹計算的理論模型以及方法:我們采用多能帶的Hubbard模

3、型來描述實際的鈣鈦礦材料,即計入d軌道和p軌道的簡并度,以及d電子之間的coulomb排斥作用和double-exchange作用,在Hartree-fock平均場近似下將系統(tǒng)的Hamiltonian線性化,得到類似緊束縛近似模型的有效單粒子Hamiltonian。同時,我們利用實空間recursion電子結(jié)構(gòu)計算方法,通過對不同自旋態(tài)的能態(tài)密度和能量的計算,來研究系統(tǒng)可能存在的磁結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的性質(zhì)。
　　第三章在實空間recur

4、sion電子結(jié)構(gòu)的計算中,我們研究了在Co鈣鈦礦化合物結(jié)構(gòu)中的各種磁有序態(tài),其源于電子在3d殼層的不同排列及其相鄰Co原子之間的相互作用。在本文中,我們研究了CeCoO3, SrCoO3和Sr1-xCexCoO3等Co鈣鈦礦化合物中的p-d雜化效應(yīng),發(fā)現(xiàn)t2g電子是局域的,而eg電子則主要表現(xiàn)出巡游性,盡管稀土族元素對于費米面附近的能態(tài)密度貢獻很小,但是由于Co在三種化合物中不同的化合價,這三種化合物費米面附近的能態(tài)密度以及磁矩有很大不