摻雜BaTiO3性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、多鐵性材料同時(shí)具有鐵電性和鐵磁性,并且可能實(shí)現(xiàn)鐵電性和磁性的相互調(diào)控,存在磁電耦合效應(yīng),成為一種有著廣闊的應(yīng)用前景的新型功能材料。近年來,研究工作者們發(fā)現(xiàn)利用2p非金屬原子摻雜可使材料獲得磁性,那么我們對鐵電體鈦酸鋇進(jìn)行2p非金屬原子的替代摻雜,就很有實(shí)現(xiàn)鐵電、鐵磁的有序共存。
　　隨著計(jì)算機(jī)硬件的不斷發(fā)展和密度泛函理論的不斷完善,基于第一性原理的計(jì)算已成為研究多鐵材料的一個(gè)常規(guī)方法。本文利用VASP軟件包,采用密度泛函理論結(jié)合投

2、影綴加波方法,對四方相鈦酸鋇以及2p原子其O位進(jìn)行替代摻雜的材料進(jìn)行第一性原理研究。
　　本論文主要包括了兩大部分。第一大部分包括第一章和第二章,主要內(nèi)容包括:多鐵性材料的簡介,鈦酸鋇的基本性質(zhì)介紹,論文研究的意義,密度泛函理論和軟件介紹。第二大部分包括兩個(gè)章節(jié):首先計(jì)算了鐵電材料鈦酸鋇的四方相晶體結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、原子磁矩、能帶結(jié)構(gòu)和自發(fā)極化強(qiáng)度;在第四章中為了使鈦酸鋇獲得磁性,對四方相鈦酸鋇進(jìn)行了2p原子替代O的摻雜,分別計(jì)算了B

3、TOB、BTOC、BTON材料的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、磁結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)以及鐵電性。
　　本文第三章計(jì)算結(jié)果表明:鈦酸鋇的自發(fā)極化的貢獻(xiàn)主要來自于鈦離子的離子位移極化和氧八面體其中一個(gè)氧離子的電子位移極化,當(dāng)然氧離子的電子位移極化相對來說是很小。保證鈦離子的離子位移,就可以較好的保持BTO材料的鐵電性;
　　在第四章中研究了B、C和N摻雜鈦酸鋇的性質(zhì),計(jì)算結(jié)果表明:對O位分別進(jìn)行B,C和N原子替代摻雜,都使得鈦酸鋇結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,