La摻雜Ca-,4-Mn-,3-O-,10-的電子結(jié)構(gòu)及磁性.pdf

1、自從在鈣鈦礦氧化物中發(fā)現(xiàn)龐磁電阻(colossal magnetoresistance簡稱CMR)效應(yīng)以來，人們不斷從晶格結(jié)構(gòu)，電磁性質(zhì)，輸運(yùn)性質(zhì)等方面對其進(jìn)行研究，期望能對磁致電阻的物理機(jī)制有所了解。目前，解釋磁致電阻主要有兩大觀點(diǎn)：基于雙交換模型的磁散射機(jī)理和基于Jahn-Teller效應(yīng)為主的晶格畸變機(jī)理。無論哪種理論都想說明在轉(zhuǎn)變溫度附近材料的電阻為什么會增加以及隨之發(fā)生的金屬-絕緣體相變。 同時，人們在層狀的鈣鈦礦氧化

2、物中也發(fā)現(xiàn)了龐磁電阻，而且對于層狀的鈣鈦礦氧化物，所需的外磁場也低了一個量級，這樣使得龐磁電阻在應(yīng)用上更為方便。層狀的鈣鈦礦氧化物所顯示出的準(zhǔn)二維的物理特性對降低外磁場起到了關(guān)鍵性的作用。為了搞清楚層狀鈣鈦礦氧化物的電磁特性，以及準(zhǔn)二維的物理特性對龐磁電阻的影響，我們對三層鈣鈦礦氧化物做了理論的分析，并將所得結(jié)果和實(shí)驗(yàn)做對比。希望能通過這樣的研究，進(jìn)一步了解鈣鈦礦氧化物所表現(xiàn)出來的豐富的物理特性。 我們采用多能帶的Hubbard

3、模型來描述鈣鈦礦氧化物，并將非限制性的Hartree-Fock的平均場近似應(yīng)用到模型Hamiltonian中，線性化后得到類似單電子緊束縛模型的有效Hamiltonian。采用實(shí)空間的recursion方法來計算電子的能帶結(jié)構(gòu)和相關(guān)的物理量。分別對三層鈣鈦礦氧化物的5種暫穩(wěn)態(tài)做了分析，他們是：鐵磁序(ferromagneticany ordered state)：近鄰反鐵磁序(G-type antiferromagneticallyor

4、dered state)；鏈條型反鐵磁序(Gtype antiferromagnetically ordered state)：以及A1型層間反鐵磁序(A1-type antiferromagnetically ordered state)和A2型層間反鐵磁序(A2-type ferromagnetically ordered state)。并將所得結(jié)果和實(shí)驗(yàn)做對比，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了一定的解釋。 本文主要由六章所組成。 第

5、一章綜述了鈣鈦礦氧化物的歷史和發(fā)展，并介紹了鈣鈦礦氧化物L(fēng)a<,1-x>Ca<,x>MnO<,3>的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及對磁致電阻的定義。 第二章主要介紹了鈣鈦礦氧化物的物理性質(zhì)和相應(yīng)的理論解釋。其物理性質(zhì)包括晶體結(jié)構(gòu)，電子結(jié)構(gòu)和各種有序相；而其理論機(jī)制方面則介紹了超交換作用，雙交換模型以及Jahn-Teller效應(yīng)，以及這些理論對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋。 第三章則是介紹了層狀鈣鈦礦氧化物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中包括雙層鈣鈦礦氧化物和三層鈣鈦