1. 研究目的与意义
过渡金属氧化物(transition metal oxide, tmo),即含有过渡金属的氧化物,具有非常丰富的优异性质。
钙钛矿型晶体结构是tmo材料的常见结构也是多元tmo材料形成的最简单结构。
tmo材料具有比锗、硅复杂得多的晶体结构,其内部还可能存在晶格、电荷、自旋和轨道等多种自由度,这些自由度之间存在很强的相互作用,使体系形成一系列能量相近的低能激发态甚至是相互竞争的基态,从而在外场、参杂等的作用下呈现出丰富可控的物理性质,如铁电、铁磁、庞磁电阻和超导电性等。
2. 研究内容和预期目标
本论文旨在用第一性原理探求由于量子受限,LaAlO3/SrMnO3(111)异质结界面处的电子结构,磁性构型等的变化。
鉴于这一目的,论文内容应包括以下内容: 1、SrMnO3块材的晶体结构及其基本性质; 2、第一性原理计算方法概述; 3、极性灾难(polarcatastrophe); 4、LaAlO3/SrMnO3(111)异质结界面处的电子结构,磁性构型等的变化。
3. 研究的方法与步骤
我们利用基于密度泛函理论的第一性原理计算来研究laalo3/ srmno3超晶格界面处的电子结构研究,计算所用的软件包为vasp软件包,它采用精确的全势缀加平面波方法进行从头的分子动力学模拟。
考虑到过渡元素mn上电子的关联效应,选用gga u方法处理体系中电子与电子之间的交换关联作用,具体交换关联泛函选择的是pbe。
具体主要通过如下两步来获得异质界面处的电子结构性质:① 首先,基于密度泛函理论,考虑各种晶体对称性,优化得到基态晶体结构。
4. 参考文献
[1] Nakagawa N., Hwang H. Y., Muller D. A., Nature Mater. 5, 204(2006).[2] D.Pesquera, M.Scigaj, et al., Phys. Rev. Lett. 113, 156802(2014).[3] J.E.Kleibeuker, Z.Zhong, et al., Phys. Rev. Lett. 113, 237402(2014)[4] Bell C., Harashima S., Hikita Y., et al., Appl. Phys. Lett. 94, 222111(2009). [5] Thiel S., Hammerl G., Schmehl A., et al. Science 313, 1942(2006). [6] Bhattacharya A., May S. J., et al., Phys. Rev. Lett. 100, 257203(2008). [7] Fang H., Tian-Yi C., Sheng J., Ming-Rong S., ACS Nano 6, 8552(2012). [8] Regg A., Mitra C., Demkov A., et al., Phys. Rev. B 85, 245131(2012). [9] Salamon M. B., Jaime M., et al., Rev. Mod. Phys. 73, 585(2001). [10] Dagotto E., et al., Phys. Rep. 344, 1(2001). [11] Tokura Y., et al., Phys. Rep. 69, 797(2006)
5. 计划与进度安排
1、(2022-11-8~2022-01-10):师生交流沟通,了解要进行的课题2、(2022-3-2~2022-3-13):查阅相关文献,并详细阅读。
3、(2022-3-16~2022-3-20):撰写论文开题报告; 4、(2022-3-23~2022-4-24):详细阅读相关文献资料,构思论文思路; 5、(2022-4-11~2022-5-24):论文写作;指导教师初审论文初稿,给出修改建议、论文修改; 6、(2022-5-25~2022-6-10):论文定稿,指导教师审阅论文;评阅教师评阅论;7、(2022-6-11~2022-6-17):论文答辩。
