过渡金属氧化物表面的电子结构研究

目录

摘要 ..................................................................................................................... I

Abstract ................................................................................................................. I I

第1章绪论 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.1.1 引言 (1)

1.1.2 过渡金属氧化物的研究进展 (2)

1.2 理论基础 (4)

1.2.1 托马斯费米结构 (5)

1.2.2Hohenberg-Kohn定理 (6)

1.2.3Kohn-Sham方法 (6)

1.2.4 全势线性缀加平面波 (9)

1.3 计算软件的介绍 (10)

1.4 本文主要研究内容 (12)

第2章MgO表面的电子结构和稳定性的研究 (14)

2.1 简介 (14)

2.2 计算方法 (15)

2.3 结果与讨论 (16)

2.4 本章小结 (25)

第3章具有缺陷的SrTiO3(001)表面的电子结构、磁性和稳定性的研究 .. 26

3.1 简介 (26)

3.2 计算方法 (27)

3.3 结果与讨论 (28)

3.3.1 表面结构 (28)

3.3.2 表面弛豫 (32)

3.3.3 表面稳定性的分析 (34)

3.3.4 电子结构的计算 (37)

3.4 本章小节 (47)

第4章Au(111)/NiO(111)界面的相对稳定性和电子结构研究 (48)

4.1 简介 (48)

万方数据

4.2 计算方法 (48)

4.3 结果讨论与分析 (49)

4.4 小结 (54)

第5章总结与展望 (55)

5.1 全文总结 (55)

5.2 研究展望 (56)

致谢 (57)

参考文献 (58)

攻读硕士学位期间发表的论文 (64)

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武汉理工大学硕士学位论文

第1章绪论

1.1研究背景

1.1.1 引言

金属氧化物，尤其是过渡金属氧化物，由于具有极其丰富的晶体结构和奇特的物理现象与性质，是无机功能材料中最热门的研究内容。过渡金属氧化物是属于强关联电子体系的一种。过渡金属是指元素周期表中3B到12B共10族的元素，过渡金属由于价层d轨道未充满，根据核外十八电子的分布规则，和其他元素相比，其性质有明显差异。由于元素周期表中3B到12B这10族的大部分元素的电子结构中都有相当一部分的单电子，比一般的元素易失去电子，因此这一区的金属都有可变价态，有一部分的元素(如Fe)还有多种稳定存在的金属离子。由于空的d轨道的存在，过渡金属极易形成配合物。除开金与银等少数的几种特殊的元素可以以单质的形式稳定的存在于自然界之中，绝大部分的过渡金属在自然界中都不是以单质形式存在的，一般情况下是以氧化物形式或者是以硫化物形式出现在地壳之中。与其他元素的性质相比，过渡金属元素的性质有较为明显的区别。过渡金属氧化物的研究是从20世纪50年代开始，迄今为止已经有了七十多年的历史了。随着时间的流逝，人们对过渡金属元素的研究热情却始终不减。近年来，因为高温超导现象和巨磁阻效应的发现，将过渡金属氧化物的研究推向了一个新的高峰，并使过渡金属氧化的研究也成为凝聚态物理的研究的热点内容之一。过渡金属氧化物之所有能可吸引如此多的研究者的研究热情，不仅仅只是因为过渡金属氧化物在社会日常生活中的很多个方面都极其重要的应用，还在于过渡金属氧化物在研究的过程中长期以来激发着一代又一代研究者的研究潜力以及对新材料新性质研究热情，而使我们能够不断去发展以及更加完善已有的多体理论研究方法。

首先，过渡金属氧化物其物理状态是非常丰富的，例如：绝缘体、半导体以及导体这些与导电性相关的性质；铁磁体、顺磁体以及反铁磁体这些与磁性相关的性质等。同样过渡金属氧化物的物理性质会随着温度的变化、压强的变化、外加电场的变化、外加磁场的变化以及化学环境等的变化而变化。其次，过渡金属氧化物中有着一种极其特殊的绝缘体—莫特绝缘体，由于这种绝缘体

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