非掺杂锐钛矿相TiO_2铁磁性的第一性原理研究
Ferromagnetism of undoped anatase TiO_2 based on the first-principles calculations作者机构：宁夏大学物理与电子电气工程学院银川750021
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2017年第66卷第5期
页 面：235-241页
核心收录：
学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学]
基 金：宁夏高等学校科学研究项目(批准号:NGY2016004)资助的课题
摘 要：运用第一性原理的方法研究了锐钛矿相TiO_2中O空位(V_o)和Ti空位(V_(Ti))的电子结构和磁学性质.计算结果表明,单独的V_o并不会诱发局域磁矩,V_(Ti)可以产生大小为4μB(1μ=9.274×10^(-21)emu,CGS)的局域磁矩,主要分布在其周围的0原子上.这两种缺陷产生局域磁矩的原因在文中做了详细的介绍.此外,由两个V_(Ti)诱发的局域磁矩之间的磁耦合相互作用为铁磁耦合,其交换耦合系数J_0为88.7 meV,意味着V_(Ti)间的铁磁耦合可以持续到室温.虽然V_o并不会产生局域磁矩,但是引入V_o可以进一步提升两个V_(Ti)之间的耦合强度,这可以对非掺杂锐钛矿结构的TiO_2体系中铁磁性的来源作出解释:V_(Ti)产生了局域磁矩,而V_o增强了V_(Ti)间长程的铁磁耦合相互作用.此外,还提出了局域磁矩之间耦合的第二类直接交换作用模型.
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