当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

双钙钛矿结构稀土镍锰氧化物超晶格的多铁性质

发布时间:2018-04-24 09:33

  本文选题:多铁 + 双钙钛矿 ; 参考:《电子科技大学》2016年硕士论文


【摘要】:多铁材料应用前景令人瞩目,已经成为功能材料研究领域的热点。钙钛矿结构氧化物拥有丰富的物理性质特别是潜在的室温多铁特性,这类材料可以用来设计制作四存储态存储器、可调微波器件等多种新型自旋器件,因而有望成为推动信息产业革新的关键力量。当前对钙钛矿结构多铁材料的研究焦点主要集中在寻找铁磁序、高自发极化强度、具有室温以上转变温度的体系。以密度泛函理论为基础的第一性原理具有准确、简便的特点。随着计算速度的不断提升,第一性原理日益成为物理学、化学、生物医药学、材料学等学科领域重要的研究手段。利用第一性原理有助于研究钙钛矿结构材料的多铁特性。本文采用第一性原理计算软件VASP研究双钙钛矿结构的稀土镍锰氧化物有序超晶格的多铁性质。第一,对Pr2NiMnO6/La2NiMnO6有序超晶格结构的多铁性质进行研究。首先按照B位的不同排列方式以及不同的磁序分别计算六种超晶格结构,从中找出了满足产生铁电自发极化条件非金属态的[111]FM序。然后详细分析[111]FM序的基态几何结构,给出其八面体旋转角、A位离子位移等结构信息,分析结构畸变对3d电子态的影响。最后利用现代极化方法的Berry Phase算法计算体系的自发极化。第二,研究Er2NiMnO6/La2NiMnO6有序超晶格结构多铁性质。首先计算体系的结构特征,给出一系列畸变参数。然后结合间接交换作用阐述其结构畸变对体系电子结构特别是磁矩的影响。最后分析结构极化强度的方向以及幅度与A位离子半径的关系。第三,在掌握上述超晶格多铁性质的情况下,尝试调控铁电极化强度。首先,按照A位离子半径不同分别计算若干连续超晶格结构的极化强度,分析极化强度与离子半径的联系。接着,构建间断超晶格结构,引入库伦相互作用,尝试提高体系的极化强度,分析极化强度增大的原因。最后,分析间断超晶格间断处上下两部分的结构特点,阐述上下两部分畸变程度的不同与B位离子排列方式的关系。从结构设计到理论计算与分析,本文得出了一些有益的结论,这些结论可以为以后多铁材料的研究提供参考。
[Abstract]:The application prospect of multi-iron materials has attracted much attention and has become a hot spot in the field of functional materials research. Perovskite oxides have abundant physical properties, especially the potential room temperature polyferric properties. This kind of materials can be used to design and fabricate a variety of novel spin devices, such as four-storage memory, tunable microwave devices, etc. As a result, it is expected to become a key force in promoting innovation in the information industry. At present, the research focus of perovskite multi-iron materials is to find ferromagnetic order, high spontaneous polarization, and have the transition temperature above room temperature. The first principle based on density functional theory is accurate and simple. With the improvement of computing speed, first principles have become an important research tool in physics, chemistry, biomedicine, materials science and so on. The first principle is helpful to study the multi-iron properties of perovskite structure materials. In this paper, the properties of the ordered superlattices of rare earth nickel manganese oxides with double perovskite structure have been studied by the first-principle calculation software VASP. Firstly, the polyferric properties of Pr2NiMnO6/La2NiMnO6 ordered superlattices are studied. At first, six superlattice structures are calculated according to the different arrangement of B sites and different magnetic order, and the [111] FM order which satisfies the condition of generating ferroelectric spontaneous polarization is found out. Then the ground state geometric structure of [111] FM order is analyzed in detail, and the structure information of the octahedron rotation angle A position is given, and the influence of structural distortion on 3D electronic state is analyzed. Finally, the spontaneous polarization of the system is calculated by using the Berry Phase algorithm of the modern polarization method. Secondly, the polyferric properties of Er2NiMnO6/La2NiMnO6 ordered superlattices are studied. First, the structural characteristics of the system are calculated, and a series of distortion parameters are given. Then the influence of the structural distortion on the electronic structure, especially the magnetic moment, of the system is discussed in combination with the indirect exchange action. Finally, the relationship between the direction and amplitude of polarization intensity and the ion radius at site A is analyzed. Thirdly, we try to regulate the intensity of iron electrode under the condition of mastering the properties of the superlattice. Firstly, the polarization intensity of several continuous superlattices is calculated according to the different ion radius at site A, and the relationship between polarization intensity and ion radius is analyzed. Then the discontinuous superlattice structure was constructed and the Coulomb interaction was introduced to try to improve the polarization intensity of the system and analyze the reasons for the increase of the polarization intensity. Finally, the structural characteristics of the upper and lower parts of the discontinuous superlattice are analyzed, and the relationship between the degree of distortion of the upper and lower parts and the arrangement of B site ions is discussed. From structural design to theoretical calculation and analysis, some useful conclusions are obtained in this paper, which can be used as a reference for the study of multi-iron materials in the future.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB34

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙尚梅;郑云先;;钙钛矿结构类型功能材料的制备方法概述[J];延边大学学报(自然科学版);2008年02期

2 常振勇,崔连起;钙钛矿金属氧化物催化剂的研究与应用综述[J];精细石油化工;2002年03期

3 杨志胜;杨立功;吴刚;汪茫;陈红征;;基于有机/无机杂化钙钛矿有序结构的异质结及其光伏性能的研究[J];化学学报;2011年06期

4 陈志雄,周方桥,付刚,唐大海;钙钛矿结构陶瓷N型半导化评述[J];材料导报;2000年03期

5 庄志强;王蕴辉;施红阳;;铌镁酸铅类钙钛矿结构铁电多晶体的制备技术[J];华南理工大学学报(自然科学版);1992年03期

6 赵旭,栗萍,唐贵德,张变芳,禹日程;Nb掺杂对双钙钛矿化合物居里温度的影响[J];河北师范大学学报;2004年04期

7 范厚刚,姜伟棣,宫杰,杨丽丽,杨景海;LaNiO_3的制备及结构的研究[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2004年02期

8 钟伟,吴小玲,姜洪英,汤怒江,都有为;碱金属掺杂ABO_3和A_3B_2O_7型钙钛矿磁卡、磁电阻效应研究[J];稀有金属;2003年05期

9 方亮,张辉,孟范成,洪学濵,刘韩星,袁润章;类钙钛矿新铌酸盐Ba_5LaTi_2Nb_3O_(18)的合成、结构与介电特性[J];高等学校化学学报;2004年07期

10 欧阳颖,秦永宁,马智;纳米钙钛矿的性能及应用进展[J];天津化工;2002年01期

相关会议论文 前10条

1 孟健;冯静;刘孝娟;吕敏峰;刘建芬;周德凤;;层状钙钛矿结构化合物的电性和磁性的研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年

2 童鹏;孙玉平;;锰基反钙钛矿结构功能材料研究进展[A];2012中国功能新材料学术论坛暨第三届全国电磁材料及器件学术会议论文摘要集[C];2012年

3 李菲;翁履谦;徐国跃;张楼英;;溶液络合法制备钙钛矿结构电子陶瓷粉体的合成与表征[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

4 肖万生;谭大勇;熊小林;刘景;徐济安;;PbCrO_3立方钙钛矿压致等结构相变[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年

5 欧俊;吴伯麟;钟莲云;董顺熙;;Ba(Mg~(x/12)Ta~(2x/12)Zr~((12-3x)/12))O_3系统相关系的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

6 单跃进;;新型热电换能材料-有序钙钛矿结构氧化物Cd_3TeO_6的研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

7 程思园;吴刚;邓萌;陈红征;汪茫;;基于N-6-氨己基咔唑的有机-无机杂化层状钙钛矿材料[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年

8 田庚方;李国宝;廖复辉;林建华;刘蕴韬;陈东风;;新型六方钙钛矿Ba_5Ho_(1-x)Mn_4O_(15-y)的合成、结构与性质[A];中国原子能科学研究院年报 2009[C];2010年

9 隋郁;王阳;王先杰;王一;朱瑞滨;;钙钛矿La_(1-x)Ce_xCoO_3自旋态转变驱动的热电响应[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

10 陈涛;;形成CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x钙钛矿吸收层的化学路径以及在反式电池结构中应用[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第25分会:有机光伏[C];2014年

相关博士学位论文 前10条

1 张晨阳;钙钛矿多铁材料的合成与性质研究[D];吉林大学;2015年

2 赵立峰;非均质锰基钙钛矿的磁及输运特性研究[D];华中科技大学;2005年

3 童鹏;反钙钛矿结构镍基化合物研究[D];中国科学院研究生院(合肥物质科学研究院);2007年

4 杨威;高活性纳米LaFe系钙钛矿的控制合成及其催化脱除小分子污染气体的机制研究[D];北京化工大学;2013年

5 薛瑞婷;有机无机类钙钛矿杂化分子材料的制备和表征[D];中国海洋大学;2011年

6 亓淑艳;锰(钴)基钙钛矿复合氧化物的制备及磁性研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

7 谢颖;A~(2+)B~(4+)O_3型钙钛矿晶体的结构相变和表面稳定性的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

8 任召辉;钙钛矿和前钙钛矿氧化物纳米材料的制备、结构与性能研究[D];浙江大学;2008年

9 郑莹莹;有机/无机杂化钙钛矿结构光电功能材料的研究[D];浙江大学;2007年

10 熊明文;中温固体氧化物燃料电池钴基钙钛矿结构阴极材料性能研究[D];上海交通大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 肖池池;In掺杂SrCe_(0.95)Tm_(0.05)O_(3-δ)膜的稳定性和透氢量研究[D];华南理工大学;2015年

2 唐瑾;钙钛矿复合铁电薄膜的制备研究[D];上海师范大学;2015年

3 骆宗力;钙钛矿太阳能电池制备技术研究[D];河北大学;2015年

4 符凯亮;平面异质结钙钛矿太阳电池的模拟与制备研究[D];郑州大学;2015年

5 姚海云;钙钛矿型Pb基反铁电陶瓷粉的合成、结构表征及电性能[D];内蒙古工业大学;2015年

6 周欢欢;基于掺氯有机金属卤化物钙钛矿材料的高效太阳能电池研究[D];郑州大学;2015年

7 黄利克;平面异质结结构钙钛矿太阳电池的研究[D];宁波大学;2015年

8 董旭;基于有机/无机杂化钙钛矿材料的太阳能电池研究[D];常州大学;2015年

9 刘文强;杂化钙钛矿太阳能电池的制备与性能研究[D];河南大学;2015年

10 孙邴洋;钙钛矿结构光催化材料改性研究:SrTiO_3和NaNbO_3[D];河南大学;2015年



本文编号:1796101

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1796101.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b07aa***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com