對多鐵性材料RMn2O5的第一性原理研究.pdf

1、多鐵性材料是一類同時具有多種有序相的材料，其豐富的物理和在多功能電子器件方面的巨大潛在應用吸引了人們很多的注意力。RMn2O5（R=稀土元素）是多鐵性材料家族中重要的一員，它表現(xiàn)出豐富的相圖和很多新穎有趣的物理現(xiàn)象，如巨磁介電效應，磁致電極化反轉(zhuǎn)效應等。但人們對其復雜的相圖及物理效應背后的磁電耦合機制仍不明確。本篇論文基于第一性原理計算和有效哈密頓量的方法，研究此類材料實驗現(xiàn)象背后的物理機制。
　　 本論文的內(nèi)容及得到的結(jié)論主要

2、包括以下幾個方面：
　　 1．第一章簡單介紹多鐵性材料的背景和歷史。
　　 2．第二章介紹我們在研究中用到的第一性原理計算及其他相關方法。
　　 3．第三章首先對近期多鐵性材料的實驗，理論進展作一下分類介紹，其后介紹用第一性原理計算研究多鐵性材料的情況。
　　 4．在第四章中我們主要研究了RMn2O5類材料的相圖。我們首先構建了RMn2O5類材料的有效模型，并且通過第一性原理計算擬合了模型的參數(shù)，其后通過

3、蒙特卡羅模擬的方法研究了RMn2O5全溫區(qū)相圖。我們所得到的相圖與實驗符合的很好，以此確認此類材料中主要的磁電耦合機制為交換收縮機制。通過對模型的進一步分析，我們得到了影響相圖的主要競爭參數(shù)，解釋了相序列產(chǎn)生成因。此章中會詳細介紹模型的構建及參數(shù)的擬合過程。
　　 5．第五章中我們改進了第三章構建的模型，添加了經(jīng)驗的各項異性能。通過原子尺度的動力學模擬，我們研究了此類材料電磁子的行為。我們很好的重復出了實驗上的電磁子吸收譜，并發(fā)

4、現(xiàn)此類材料電磁子頻率與其非公度相的磁波矢有密切關系，并近一步預言此類材料中的TmMn2O5的電磁子頻率會比其他的要高。其后，為了研究電磁子和磁介電效應之間的關系，我們研究了電磁子在磁場下的行為。我們發(fā)現(xiàn)電磁子頻率在磁場中變化很大，但由于震蕩強度的守恒，靜介電常數(shù)并沒有發(fā)生變化，從而在我們的模型中并沒有發(fā)現(xiàn)電磁子與磁介電效應的直接關聯(lián)。
　　 6．附錄中首先介紹在文章中多次用到的復本交換蒙特卡羅方法，隨后介紹將復本交換蒙特卡羅方法