過渡金屬氧化物表面的電子結構研究.pdf

1、近些年來，隨著計算機技術和計算方法高速發(fā)展，計算物理由于其對實驗材料和儀器沒有過多的需求，在眾多物理研究方法中所占地位越來越重要，備受各國物理研究者的青睞。其中基于密度泛函理論的第一性原理計算在模擬計算晶體一結構的性質、材料設計與合成等許多方面起著重要的作用，是計算物理學中的核心方法之一。
　　本文利用第一性原理計算方法對幾種不同的金屬氧化物，特別是過渡金屬氧化物的表面和界面結構進行研究，探索了這些材料的晶格結構與電子結構、磁性、

2、導電性以及結構的相對穩(wěn)定性等問題，工作主要包括：
　　1、研究了MgO在低密勒指數MgO(001)表面、MgO(011)表面以及MgO(111)表面的電子結構及其穩(wěn)定性。我們分析了的MgO表面的穩(wěn)定性與氧化學勢之間的平衡關系。計算得到MgO表面的態(tài)密度與能帶結構，并且與塊體的MgO性質進行對比分析。計算結果表明，表面的穩(wěn)定性隨氧化學勢的變化而變化的；MgO(001)表面和MgO(011)表面是半導體，與塊體的MgO性質相似，但Mg

3、O(111)表面則表現出來為金屬性，這與塊體MgO性質不同。
　　2、研究了氧缺陷對SrTiO3(001)表面電子的結構、磁性、穩(wěn)定性的影響。計算結果表明，所選取的11種表面結構模型的穩(wěn)定性是隨著S r和O原子的化學勢的變化而變化。此外，還研究了11種SrTiO3(001)表面模型的鐵磁性、反鐵磁性和順磁性以及不同位置的O空位對SrTiO3(001)表面的導電性質的影響，如金屬性，半金屬性和半導體性等。
　　3、研究了不同結

4、構的 Au(111)/NiO(111)界面的電子結構。通過計算，我們發(fā)現了Au(111)/NiO(111)-Ni界面和Au(111)/NiO(111)-O界面的界面能量與氧的化學勢無關，而氧化的Au(111)/NiO(111)界面則與氧化學勢 gasO O???存在著線性關系。同時我們發(fā)現氧化的Au(111)/NiO(111)界面結構比其他的界面結構更加穩(wěn)定。最后，通過對電子結構的計算可以知道 Au(111)/NiO(111)-Ni界面