尖晶石铁氧体MFe 2 O 4 （M=Mn、Fe、Co、Ni）电离度的第一性原理计算

发布时间：2021-11-02 12:50

　　(A)[B]₂O₄型尖晶石铁氧体材料具有许多有趣的特征,其晶体结构、磁性、催化性能和半导体性能等随着掺杂不同的元素和掺杂元素含量不同而变化,这种独特的可调节性质可以让其具有很高的研究价值和广阔的应用前景。近年来的大量电子谱实验结果表明,包含尖晶石铁氧体在内的氧化物中并非所有氧离子都具有负二价状态,即除负二价氧离子外还含有负一价氧离子。这对于正确理解尖晶石铁氧体材料的性质具有至关重要的作用。其中负二价氧离子的含量比可用电离度f来描述。设氧离子的价态全部都是负二价时,f=1.0,其数值随着负一价氧离子含量比的增加而减小。本文采用第一性原理计算了尖晶石铁氧体MFe₂O₄（M=Mn,Fe,Co,Ni）的价电子态密度。对态密度曲线积分,计算出各种阳离子的3d电子数目,进而计算离子的平均化合价和材料的电离度。计算出的电离度数值与X射线光电子谱给出的实验结果很接近。我们使用维也纳Ab-initio模拟软件包（VASP）进行第一性原理计算。用Kohn-Sham（KS）方程进行自旋极化量子力学计算,其核心是对KS方程... 

【文章来源】：河北师范大学河北省

【文章页数】：46 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

尖晶石铁氧体MFe2O4(M=Mn、Fe、Co、Ni)的晶体结构[27]

计算中所选用的Fe3O4原胞

15和(f)可以看出费米能级附近分布着少量自旋向下的[B]位Fe3d和O2p电子态，从而使Fe3O4具有半金属性。图3.2利用PBE+U方法得到的Fe3O4的价电子态密度。其中含(A)位2个Fe离子、[B]位4个Fe离子和8个O离子的态密度。图(a)为Fe3d和O2p的态密度，(b)、(c)、(d)分别给出图(a)中(A)位Fe3d、O2p和[B]位Fe3d的电子态密度；图(e)中的O-2s、FeA-4s、FeB-4s分别代表O2s、(A)位Fe4s、[B]位Fe4s的电子态密度；图(f)给出图(a)中费米能级附近的电子态密度。


本文编号：3472019