1. 研究目的与意义
研究背景：近年来，4d-5d过渡金属氧化物引起科学家的广泛关注。与3d过渡金属元素相比，它们具有空间上更为延展的轨道，从而4d-5d过渡金属氧化物多为巡游金属。这使得此类氧化物展现了丰富的物理内涵和重要的应用前景。它们具有某些特定的功能，满足特定的需求。锝的原子序数z=43，是原子序数中最小的非稳定元素，它所有的同位素都具有放射性。而srtco3材料的成功制备，则为研究锝氧化物的晶体结构、电子结构、电磁结构、电磁性质，探究自旋序、轨道序、电荷序，寻找微观物理机制以及建立相应的理论模型提供了坚实的基础。该材料还可在1023k时发生反铁磁到顺磁转变，如此高的奈尔温度是目前为止掺杂的4d过渡金属氧化物中的最高值。这个研究成果一经发表，就引起了科研人员的浓厚兴趣。基于密度泛函理论（dft）的第一性原理方法，是目前材料模拟计算中最可靠的，是物理界认可度最高的方法，本文研究内容即采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法。
研究目的：
通过双轴应变，调控srtco3带隙大小和性质，得到合适带隙值，并通过电子结构计算，分析给出应变调控带隙的机理。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：(1) 建立srtco3的晶胞模型，用基于密度泛函理论的第一性原理方法优化srtco3体材料结构，计算给出态密度、能带结构，分析带隙性质，并通过分态密度图分析能带结构成分组成。
(2) 通过改变srtco3晶胞平面内晶格常数a和b，来模拟不同衬底对材料施加的压缩和拉伸应变，研究不同应变对srtco3电子结构和能带（包括大小和性质）调控改变，并分析改变的机理。
预期目标：
3. 研究的方法与步骤
研究方法：
密度泛函理论框架下考虑强关联效应的广义梯度近似方法（gga u）。
研究步骤：
(1) 建立包含20个原子的晶胞模型，用vasp软件包，优化计算srtco3各个磁相下的总能，确定srtco3基态磁有序结构，给出基态能带结构和电子结构。
4. 参考文献
[1]E. E. Rodriguez, F. Poineau, A. Llobet, B. J. Kennedy, M. Avdeev, G. J. Thorogood, M. L. Carter, R. Seshadri, D. J.Singh, and A. K. Cheetham, “High temperature magnetic ordering in the 4d perovskite SrTcO3,” Phys. Rev. Lett.106, 067201 (2011). [2]C.-M. Dai and C.-L. Ma, “Optical band gap of SrTcO3 from first-principles calculations,” Mod. Phys. Lett. B 28,1450049 (2014). [3]C.-L. Ma, C.-M. Dai, G.-Y. Chen, D. Chen, T.-C. Zang, L.-J. Ge, W. Zhou, and Y. Zhu, “Strain effect on the Néeltemperature of SrTcO3 from first-principles calculations,” Solid State Commun. 219, 25 (2015). [4]G. J. Thorogood, M. Avdeev, M. L. Carter, B. J. Kennedy, J. Ting, and K. S. Wallwork, “Structural phase transitionsand magnetic order in SrTcO3,” Dalton Trans. 40, 7228 (2011). [5]P. E. Blchl, “Projector augmented-wave method,” Phys. Rev. B 50, 17953 (1994).[6]G. Kresse and J. Furthmüller, “Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set,” Phys. Rev. B 54, 11169 (1996). [7]G. Kresse and D. Joubert, “From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method,” Phys. Rev. B 59, 1758 (1999). [8]J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, “Generalized gradient approximation made simple,” Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996). [9]I. Liechtenstein, V. I. Anisimov, and J. Zaanen, “Density-functional theory and strong interactions: Orbital ordering in mott-hubbard insulators,” Phys. Rev. B 52, R5467 (1995). [10]J. Mravlje, M. Aichhorn, and A. Georges, “Origin of the high Néel temperature in SrTcO3,” Phys. Rev. Lett. 108, 197202 (2012).
5. 计划与进度安排
(1) 2022-12-16～2022-02-28复习固体理论和量子力学方面的有关知识；学习基本的linux命令；学习用vesta软件作晶体结构图；学习vasp软件的应用，学习如何建立输入文件，如何用vasp计算电子结构，如何从输出文件中获取需要的数据，并用origin作态密度图。
(2) 2022-03-01～2022-03-13
调研有关srtco3应变的理论和实验的文献资料，提出研究方案，完成开题报告，教师完成开题报告审核。
