La摻雜Ca-,4-Mn-,3-O-,10-的電子結構及磁性.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)效應以來，人們不斷從晶格結構，電磁性質，輸運性質等方面對其進行研究，期望能對磁致電阻的物理機制有所了解。目前，解釋磁致電阻主要有兩大觀點：基于雙交換模型的磁散射機理和基于Jahn-Teller效應為主的晶格畸變機理。無論哪種理論都想說明在轉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用上更為方便。層狀的鈣鈦礦氧化物所顯示出的準二維的物理特性對降低外磁場起到了關鍵性的作用。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，并將所得結果和實驗做對比。希望能通過這樣的研究，進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。采用實空間的recursion方法來計算電子的能帶結構和相關的物理量。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)。并將所得結果和實驗做對比，對實驗結果做了一定的解釋。 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La<,1-x>Ca<,x>MnO<,3>的實驗結果，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和相應的理論解釋。其物理性質包括晶體結構，電子結構和各種有序相；而其理論機制方面則介紹了超交換作用，雙交換模型以及Jahn-Teller效應，以及這些理論對實驗結果的解釋。 第三章則是介紹了層狀鈣鈦礦氧化物的實驗結果。其中包括雙層鈣鈦礦氧化物和三層鈣鈦