阻挫多鐵材料RMnO3(R=rareearth)的磁性質(zhì)研究.pdf

1、多鐵性材料憑借其自身多種鐵性有序性質(zhì)在多功能以及小型化器件領(lǐng)域均占據(jù)著重要地位，已成為當(dāng)前國際上凝聚態(tài)物理和結(jié)構(gòu)化學(xué)研究中的一大熱點(diǎn)。本論文所研究的 RMnO3(R=Dy，Sm，Eu)材料屬稀土復(fù)合錳酸鹽化合物，其在不同溫度環(huán)境下具有不同的穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，主要包括立方、正交與六方相結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)外對RMnO3的研究大部分集中在對3d過渡金屬M(fèi)n離子的軌道電子分布、稀土陽離子螺旋阻挫以及外加強(qiáng)場情況下的磁性研究，且相比實(shí)驗(yàn)研究理論計(jì)算研究工

2、作較少。
　　本論文應(yīng)用基于密度泛函理論（DFT）結(jié)合投影綴加平面波（PAW）的第一性原理方法，研究了稀土離子分別為Dy、Sm、Eu的RMnO3多鐵材料的磁基態(tài)構(gòu)型、電子能帶結(jié)構(gòu)和電子態(tài)密度，也討論了磁性離子磁矩為非共線的情況。研究結(jié)果表明這三種稀土錳氧化物材料的基態(tài)都是反鐵磁序，同時(shí)存在間接能隙。正交相的DyMnO3和SmMnO3體系的磁基態(tài)序?yàn)锳型反鐵磁序，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。EuMnO3的磁基態(tài)序?yàn)?G型反鐵磁。此外，本論文還對

3、正交相的 DyMnO3材料進(jìn)行了蒙特卡羅模擬研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mn原子磁序除了與Mn原子間的最近鄰超交換相互作用有關(guān)外，也受到次近鄰相互作用的極大影響，次近鄰相互作用的存在可導(dǎo)致體系呈現(xiàn)阻挫磁性。同時(shí)，對于DyMnO3材料的拓展材料DyMn2O5也做了相關(guān)磁序及電子結(jié)構(gòu)的計(jì)算研究。
　　在這三種稀土錳氧化物中，都會(huì)產(chǎn)生晶格畸變，畸變誘因主要?dú)w結(jié)于Mn-3d電子與O-2p電子的軌道雜化作用，但稀土離子的磁性（R-4f電子）也的確在影響著