双钙钛矿Sr2FeRe1-xTcxO6与Sr2-xBaxFeReO6掺杂化合物的第一性原理研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:silvervan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
20世纪60年代,人们发现了双钙钛矿型化合物,由于其特殊的结构和各种奇异的电子特性,最近又吸引了许多科研人员做了大量有意义的基础性与应用性研究,包括处于磁场中时磁电阻显著下降,掺杂对材料能带的影响等等。我们目睹了人们对双钙钛矿这种过渡金属氧化物的研究兴趣。有序双钙钛矿结构为A2BB’O6(其中A是碱土元素Mg、Ca、Sr、Ba或稀土元素La、Ce、Nd、B/B‘为不同的过渡金属元素,如B=Gr、Mn、Fe、Co和Ni,B’=Mo、W、Re)。在双钙钛矿Sr2FeRe06和Ba2FeRe06这两种材料中观察到了大型室温隧道磁电阻效应,以及低场磁电阻效应,这些新的有吸引力的性质已经被证实可以有益地应用在未来的自旋电子器件上。 为了更详细的了解双钙钛矿的电子结构与磁交换,人们通常会在双钙钛矿中金属/磁性离子(如A,B和B’)的位置进行掺杂或者用电子掺杂来作深入研究。前人已经做过的工作有:用Cr、Nb和Ta等等来掺杂Sr2FeRe06结构进行磁学性质的研究。就我们所知,还没有人研究过Tc与Ba来掺杂双钙钛矿Sr2FeRe06材料。在本文中,我们研究Sr2FeRe1-xTxO6(x=0,0.25,0.50,0.75和1)及Sr2-xBaxFeReO6(x=0,0.25,0.50,0.75,1,1.25,1.50,1.75,2)的结构、电子属性及磁性。计算是在广义梯度近似下,通过基于密度泛函理论框架下的投影缀加波赝势来描述电子和原子核的相互作用。结果证明以上所有的化合物均是在自旋向上轨道上呈现绝缘性,而在自旋向下轨道呈现金属性。这导致在费米能级处,电子是完全自旋极化的。因此可以被应用于自旋电子器件来产生极化电流。得到的主要结论如下: 1)随着Tc浓度的增加,晶格常数变小,晶胞的体积也缩小,这是由于Tc离子的半径比Re原子的小。 2) Sr2eRe1-xTcxO6(x=0,0.25,0.50,0.75和1)这五个化合物都具有铁磁性基态,并且都是B位原子与B’位原子反铁磁性耦合。Fe的磁矩从3.705μB增加到3.794μB,而Re(Tc)原子的磁矩从-0.864μB(-1.495μB)变到了-0.288μB(-1.063μB)。因此,随着Tc掺杂浓度的增加,总磁矩变小,且减小的速度越来越快。 3)掺杂后的Sr2FeRe1-xTcxO6(x=0.25,0.50,0.75和1)均与双钙钛矿Sr2FeReO6具有半金属性,可以被应用于一维自旋电子学器件中,用来产生100%的极化电流。更重要的是,我们可以通过调节Tc原子的掺杂浓度来调节带隙的大小。 4)最近邻的Fe-Fe, Re-Re, Tc-Tc原子对并不存在直接的相互作用,相反在沿每个Fe-O-Re-O-Fe链或Fe-O-Tc-O-Fe链上,Fe-3d,O-2p和Re-5d (Tc-4d)轨道之间的杂交非常强。 5) Sr2-xBaxFeReO6(x=0,0.25,0.50,0.75,1,1.25,1.50,1.75,2),所有这些系统都是半金属,可应用在自旋电子学器件领域产生100%的自旋极化电流。 6)随着Ba掺杂浓度的增加Sr2-xBaxFeReO6(x=0,0.25,0.50,0.75,1,1.25,1.50,1.75,2)的总磁矩从3.0325μB增加到3.05μB。 7) Sr2-xBaxFeReO6(x=0,0.25,0.50,0.75,1,1.25,1.50,1.75,2)的自旋通道带隙可以通过掺杂Ba原子来调整。 8)相比于Sr和O原子之间,Ba原子和O原子之间有较强的相互作用。Fe原子和O原子之间相互作用在Sr2FeReO6材料中比在Ba2FeReO6里强。
其他文献
社区矫正管理是基层司法行政机构在确保刑法顺利实施和维护社会稳定的前提下,通过各种有效的途径和方法,对社区矫正对象进行全过程、全方位的监督管理。我国在2003年开始进行社区矫正试点,2012年3月最高人民法院、最高人民检察院、公安部、司法部联合制定了《社区矫正实施办法》并在全国全面施行。经过10多年的试点、实践,我国社区矫正管理机制不断完善,形成了具有中国特色、符合中国国情的社区矫正管理制度,取得了
Ca2+是植物中一个非常重要的第二信使,它作为信号载体参与了细胞中多种生理反应。几乎所有的胞外刺激都能诱导植物Ca2+信号的产生,包括各种生物和非生物胁迫。Ca2+信号是植物生命活动不可缺少的部分,它介导了包括种子萌发、植株生长发育、衰老、死亡以及对环境的适应等几乎所有生命进程。钙调素(Calmodulin,CaM)是植物细胞中一类重要的Ca2+信号传感元件,它的调控活性主要表现在接受Ca2+信号
本论文主要提出一种基于柚子型光子晶体光纤(PCF)的“三明治结构”马赫-曾德干涉仪(MZI),分别从干涉仪的方案设计、工作原理、制备方法、传感应用等方面介绍该器件;提出了一种基于光偏振调制的反射式光纤氢气传感器,包括其在温度响应和氢气浓度传感方面的应用研究。文章具体内容安排如下:1、首先介绍本课题的研究背景和意义,基于不同结构的光纤MZI结构具有结构紧凑、易于制备、结构多样化、应用范围广、传感灵敏
近年来以西气东输工程为契机,我国油气管线建设进入了一个新的发展高峰期,国内已可以生产高强度级别的管线用钢,但是对于具有优质的抗H2S腐蚀性能的高强度等级管线用钢,国内研究不多。因此研究H2S的腐蚀机理和各种影响因素,研发具有自主知识产权的抗H2S腐蚀管线钢是保证国家经济发展和能源安全所必要的条件之一。本文针对抗HIC的X65管线钢开展炼钢连铸工艺、轧制工艺对其组织和性能研究,开发出的管线钢不仅具有
空气污染对地球环境所造成的负面影响与日俱增,其中交通运输所带来的尾气排放占很大比例。为了减轻交通运输活动对环境造成的不良影响,提出了绿色车辆路径问题(Green vehicle routing problem,GVRP)。如何在满足客户需求并充分考虑到各项限制的条件下尽可能地降低碳排放量是GVRP研究的重点。在实际运输过程中,并不仅仅采用单一车型,因此多车型GVRP(Heterogeneous f
利用磁场异常探测目标是一种被动探测,理论上可以检测出是否存在任意铁磁性物体,并且基本不受天气的影响。本文对磁异常信号进行建模,分别在时域和频域上分析磁异常信号和地磁信号的特征,对比二者特性,总结磁异常信号和地磁场的异同,然后利用自适应噪声对消方法对磁异信号进行检测。针对磁异常信号与地磁信号在时域和频域上大部分重叠的情况,本文采用两个传感器测量磁信号,一个主要用于测量地磁背景噪声信号,一个主要用于探
安妮塔·布鲁克纳(Anita Brookner,1928—2016)是英国当代犹太裔女作家、艺术史学家。她的早期四部小说《人生伊始》《看看我》《天意》和《杜兰葛山庄》奠定了其所有小说创作的基调。这四部作品的人物形象、情节模式、主题思想等都在其后期许多小说中得到沿用。作为具有焦虑心态的一名作家,她将自己的焦虑投射进小说中,使得焦虑成为其所有小说人物最典型的特征之一。由于布鲁克纳是一位喜欢重复性书写的
保持问题是算子代数研究的一个重要领域.本文主要研究了对称算子空间上保持Jordan三重零积以及B(X)上保持Jordan积非零幂等性的可加映射.首先证明了在对称算子空间上保持Jordan三重零积的可加映射φ是双边保持一秩算子的,则该映射也是双边保相邻的,从而存在非零常数c以及线性或共轭线性可逆算子A:H→满足AAt=I使得(?)(T)=cATAt,VT∈(?)y(H).其次研究了B(X)上双边保持
熵是量子信息理论的关键概念之一,提供了一种方法用来度量信息系统中所包含的不确定性.目前已经成为量子信息理论中的一个热门分支,有着重要的研究地位.本文在已有的理论基础上,研究了熵的稳定性和量子态的酉等价,全文共分三章,具体内容如下: 第一章主要介绍了本文用到的一些符号以及相关基本概念和结论(如优化,熵,可分态等),同时得到了优化和熵两者之间一种非常重要的关系,即若在优化的前提条件下两个向量具有
算子乘积不仅在算子理论中起着十分重要的作用,而且在数学物理、信号处理以及数值分析等领域有着重要应用.最近,Corach和Maestripieri在文献[1]中,对所有投影乘积算子组成的集合进行了刻画.那么一个算子可以表示成两个投影乘积算子的充要条件是什么?另外,值域包含定理给出了一个算子可以表示成两个算子乘积的几个等价条件,由此也启发我们对保持值域包含关系的映射进行研究.首先定义了R序不变子空间的