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自旋电子学是当今研究的热点之一,其中需要解决的关键问题之一是提高自旋极化率。铁磁半金属和半导体是比较理想的候选材料,这类材料对稳定性好﹑数据处理速度快﹑功率损耗低以及集成密度高的器件等领域有着广泛的应用前景。主要工作如下: (1)通过GGA U计算,理论预言了半金属材料Eu4O3N,它的最大特点是具有很大的磁矩,Eu磁矩高达大约 7 μB。 (2)通过使用mBJ交换势克服能隙问题和铁磁和各种反铁磁能量比较,理论预言CrO2/TiO2超晶格是铁磁半导体,并且在很大晶格常数范围内都是铁磁半导体。 (3)通过使用mBJ交换势,研究了闪锌矿铁磁半金属和半导体构成的超晶格 (CrX)2/(YX)2 (X=As, Sb;Se, Te and Y=Ga; Zn),计算结果出示它们都是性能优良的铁磁半金属。 我们的工作为寻找潜在的铁磁半金属和半导体提供一定的理论基础,促使进一步的实验工作。 2100433B
自旋电子学是当今研究的热点之一,其中需要解决的关键问题之一是提高自旋极化率。半金属是比较理想的候选材料,这类材料对稳定性好﹑数据处理速度快﹑功率损耗低以及集成密度高的器件等领域有着广泛的应用前景。针对这类新型功能材料,将进行以下几方面的研究:. (1)准确计算半金属材料的能隙,在此基础上计算这些材料的光学性质,以及输运系数,得到与实验一致的结果。. (2)通过应变调控的方法,找到加大半金属能隙和提高半金属居里温度的思路;研究表面和界面对半金属材料特性的影响。. (3)通过替代﹑应变﹑加电场或磁场的方法预言新的半金属材料;寻找与半金属材料有关的拓扑性质。
有黑色金属与有色金属。
金属材料是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分: ( 1 )黑色金属材料 —— 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)。 ( 2 )有色...
下面是几类比较常用的金属材料:1.钢铁材料 可以分为工程结构钢,机器零件用钢,工模具钢,不锈钢,耐热钢,铸铁几类,具体下面的分类还有很多。2.有色金属合金: 铝合金(变形铝合金和铸造铝合金),铜合金(...
多铁材料HoMnO_3中光学吸收和畸变驱动的第一性原理研究
六角钙钛矿结构锰氧化物HoMnO3磁电效应的研究近年来已成为多铁性材料研究中极其重要的一个方面.本文基于广义梯度近似下的密度泛函理论,考虑电子自旋的非共线磁性结构,计算研究了d电子在位库仑作用和自旋-轨道耦合作用对HoMnO3的电子结构、轨道杂化和能态密度分布的影响.结果显示,当考虑在位库仑排斥势U作用时,强烈的Ho5d与O(3,4)2p以及Mn3d与O(1,2)2p间的轨道杂化是驱动HoMnO3发生铁电畸变的根源,此时能隙和能带的分布为解释实验中发现的强烈的光学吸收峰提供了理论依据,而自旋-轨道耦合使得Mn3d-O(3,4)2p在ab平面内的轨道交迭略有增强,平面内部分能带简并消除,HoMnO3材料呈现典型的间接性能隙绝缘体特征.
1 绪论
1.1 多铁性材料简介
1.2 多铁性材料的发展简史
1.3 多铁性材料的分类
1.3.1 第Ⅰ类多铁性材料
1.3.2 第Ⅱ类多铁性材料
1.4 多铁性的微观机制
1.5 磁性的起源与规律
1.5.1 磁性的宏观特征
1.5.2 磁性的微观起源
1.6 多铁性的研究内容与面临的挑战
参考文献
2 第一性原理计算及其在多铁性材料研究中的应用
2.1 第一性原理计算概述
2.1.1 基本概念
2.1.2 基本思路
2.1.3 基本近似
2.2 密度泛函理论基础
2.2.1 Hohenberg—Kohn定理
2.2.2 Kohn—Sham方程
2.2.3 交换关联能泛函
2.2.4 自旋密度泛函理论
2.3 第一性原理计算在多铁性材料研究中的应用
2.3.1 单相多铁性材料的第一性原理研究
2.3.2 第一性原理理论预测新型多铁性材料
2.3.3 理论设计人工多铁性材料
2.4 第一性原理计算软件CASTEP简介
参考文献
3 高压下多铁性材料BiCoO3的物性研究
3.1 研究背景简介
3.2 理论建模和基本参数的选择
3.3 BiCoO3的Co3 离子自旋态及基态电子结构
3.3.1 Co3 离子自旋态
3.3.2 基态电子结构
3.4 压力诱导的物性变化
3.4.1 静水压力诱导的结构、电子和磁性相变
3.4.2 单轴压力诱导的结构、电子和磁性相变
3.5 本章小结
参考文献
4 多铁性材料PbVO3的电子结构与高压相变研究
4.1 研究背景
4.2 计算细节与模型建立
4.3 四方相PbVO3的基态电子结构与铁电性
4.3.1 基态的晶体结构特征
4.3.2 磁基态的电子结构特征
4.3.3 四方相的铁电性起源
4.4 四方相PbVO3的结构稳定性
4.4.1 静水压力诱导的晶体结构相变与电子结构变化
4.4.2 单轴压力诱导的晶体结构相变与电子结构变化
4.5 本章小结
参考文献
5 多铁性材料的第一性原理设计——以BiCo1-xFexO3为例
5.1 BiCo1-xCoxO3体系的研究现状
5.1.1 BiFeO3的化学取代
5.1.2 BiFeO3一BiCoO3固溶体
5.2 BiCo1-xCoxO3体系面临的挑战
5.3 BiCo1-xFexO3多铁性材料的第一性原理设计
5.4 本章小结
参考文献2100433B
半金属材料具有特殊的能带结构,因此其具有一些特殊的性质:
1、它在费米能级处的电子极化率高达100% ;
2、它的总磁矩为波尔磁矩的整数倍;
3、一些半金属铁磁体还具有较高的居里温度。
这些特点使半金属材料非常适合在自旋电子器件中应用,尤其适合作为自旋注入源材料。
本项目主要研究图论中整数流、群连通度问题、欧拉子图的存在即网络容错性及相关问题,它包括图的处处非零的3-流问题、群连通度(Group connectivity)、 群着色问题及相关问题。 著名数学家Tutte教授(1954)提出的3-流猜想(Bondy和Murty的《Graph with applications》中未解决问题48):任何4-边连通图有非零3-流: 法国数学家 Jeager教授(1992) 把整数流问题推广到群连通度问题。而群着色问题作为群连通问题的对偶问题提出来的。 平面图的染色是与平面上的整数流等价。因此, 整数流问题、群连通问题和染色问题是图论研究的主流问题之一。 我们对对这些问题进行深入、系统的研究,取的一批重要成果。我们刻画了度条件与群连通性、 度系列与群连通性、禁用子图与群连通性、平面图的群着色。因为平面上整数流的问题和染色问题是等价的, 因此我们研究了平面图的着色以及强边着色等问题。我们还研究了线图的Hamilton性、度条件与欧拉连通子图的存在性, 因子的存在性和网络的容错性等问题。 2100433B