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从锰氧化物材料被发现开始,它就和其它过渡金属氧化一起因呈现许多有趣且非常有工程意义的物理现象,一直是全世界科学研究的热点材料。例如锰氧化物的庞磁阻效应、一定掺杂浓度的锰氧化物会随着温度的升高发生金属-绝缘体的转变(Metal to Insulator Transition,MIT)、晶体结构从正交结构转变为菱面体结构、与此同时还伴随着复杂的磁性变化。解决这些问题对推动凝聚态物理的发展将起到至关重要的作用,同时也对电子、航天、磁性材料等领域的研究也具有里程碑式的意义。近年来随着我国航空事业的蓬勃发展,对航空材料小型化、轻量化的要求越来越高。锰氧化物因其MIT的特性,以致其相应的热致红外发射率也有较大的变化,这就具备了成为智能热能材料的潜质。基于此,本文主要研究结构变化和磁性变化对La1-xSrxMnO3热致红外发射率的影响。 第一性原理中的广义梯度近似法(Generalized gradient approximation-GGA)已经非常广泛地运用到研究锰氧化物的庞磁阻效应、晶胞中轨道、自旋及电荷有序等研究工作中,本课题组对这些方面都有所涉及且取得了一定的研究成果。 本文通过模拟得到不同掺杂浓度 La1-xSrxMnO3的介电函数,通过介电函数系统地研究了La1-xSrxMnO3(LSMO)结构和磁性变化对热致红外发射率的影响。研究发现,相同温度下 LSMO在正交结构下比在菱面体结构下热致红外发射率要高;当将LSMO随温度变化,磁性状态也发生改变的性质考虑在内时,磁性变化对 LSMO红外发射率的影响也非常大且在掺杂浓度为 x=0,0.2,0.25,0.5中以La0.75Sr0.25MnO3的热致红外发射率变化最大。所有具有一定掺杂浓度的 LSMO都因具有MIT效应而表现出,低温发射率较低,高温发射率较高的特性。 此外,我们还定性地考察了具有一定掺杂浓度 LSMO超晶胞的其它一些较为重要的光学性质,其中包括反射率、吸收率、复折射率等,并简单介绍了不同光学性能的应用。研究发现,吸收光谱、复折射率、介电函数的虚部和反射率的峰值均存在着一一对应的关系,这从侧面说明这几个光学性质之间必然存在着内在的联系。在几个掺杂浓度中,LaMnO3和La0.17Sr0.83MnO3均为绝缘体,两者的光学性质也有一定的相似性(例如波峰出现的位置,参数收敛时的能量值等);而La0.75Sr0.25MnO3、La0.5Sr0.5MnO3和La0.6Sr0.4MnO3因为具有合适的掺杂浓度,使其拥有金属的性质,同时三者之间的光学性质也具有一定相似度。