钙钛矿结构氧化物SrNiO3的结构相变研究开题报告

1. 研究目的与意义

钙钛矿型氧化物ABO₃（A为碱金属，B为过渡金属或稀土金属）由于在掺杂、应变及相变等条件下，其性质可以被极大地修饰，因此，在近几十年来，科研人员在此方面进行了广泛的研究，取的了丰硕的成果，例如，立方的BaTiO₃不具有自发极化特性，在温度降低过程中发生相变，成为四方结构时，就具有了自发极化特性，从而在光电材料、铁电存储及介质电容器等方面有巨大的潜在应用价值。钙钛矿氧化物SrNiO3，虽然在实验上已经制备出来，但对其性质却知之甚少。本论文通过对其结构相变下（主要是从立方相到六方相）的基态的磁胞结构、电子态密度、局域磁矩和电荷密度的计算研究，来预测了解SrNiO₃在结构相变下，性质的变化特点，从而能够为SrNiO3研究的实验工作提供指导，对于理论计算工作能够提供参考，丰富钙钛矿型氧化物的基础研究。

2. 研究内容和预期目标

主要的研究内容：

本文采用基于密度泛函理论框架下gga u的第一性原理方法，对srnio3在立方和六方结构下的基态磁相和电子结构进行模拟计算。主要包括以下几个方面：首先，采用基于密度泛函理论的gga u平面波赝势方法，对srnio3进行晶格优化，获得能量最低的磁相结构和晶格常数。在几何结构优化的基础上，对两种晶相下的总能量、磁距、态密度和电荷密度进行计算。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

拟采用的研究方法是基于密度泛函理论的第一性原理方法。用的程序包是vasp。

研究步骤是：

[1]. 用materials studio模拟软件建立srnio3的晶体结构。

4. 参考文献

[1] m. c. payne, m. p. teter, d. c. allan, t. a. arias, and j. d. joannopoulos，rev. mod. phys.64, 1045（1992）

[2]e. o. wollan and w. c. koehler, phys. rev. 100, 545(1955).

[3] john p. perdew, kieron burke and matthias ernzerhof, phys. rev. lett. 77, 3865(1996).

5. 计划与进度安排

(1) 第七学期1418周: 学生网上选题，根据学生选题情况作适当调整。选题结束，指导老师向学生下达任务，学生根据要求收集资料。

(2) 1920周：指导教师完成毕业论文任务书的填写。

(3) 第八学期1周2022年3月2日-3月6日：毕业论文工作动员，组织指导老师和青年教师进行交流、培训。