锇氧化物的声子模式与磁性研究

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5d族过渡金属氧化物在学者的探索中呈现了各种奇特的物理特性。的空间群为Pnma(62),点群为mmm,本文对其四种磁构型G-AFM,A-AFM,C-AFM以及NM进行了研究。WIEN2k在密度泛函理论(DFT)和全电子全势能线性缀加平面波方法下,对的电子结构方面进行了计算。我们的计算结果为,Os上的磁矩是0.86?(33),比万等人理论结果0.83?(33)略大。通过对电子能带图、态密度图、分态密度图的分析,确定G-AFM是的基态。而后对进行声子方面的研究,VASP和密度泛函微扰理论相结合对的四种磁构型进行计算,得到不同磁构型的声子谱、声子态密度图、分态密度图。其声子谱无虚频,动力学稳定,又对峰值附近的声子振动模式进行研究,在峰值附近挑取了三种振动模式,分别为B3u模式、B2u模式、B1g模式。在低频区,加入G型反铁磁后,B3u模式向高频处移动,有轻微的硬化迹象出现。而在高频区,B2u模式,在加G型反铁磁后向低频处移动发生软化,B1g模式,在加G型反铁磁后发生硬化。三种振动模式中个各原子的振动强度与态密度中各原子的贡献程度相吻合。在(38)点一共有60种振动模式,声学分支占了3个,光学分支占了57个。除此之外,还研究了B2g,B3g,Ag模式,发现这三种模式均发生硬化,与Calder等人研究的结果一致。加压是改变材料性质最简单的方式,物体在经加压作用时,会有材料结构相变的现象发生。本文的计算基础是大家熟知的第一性原理,再通过功能强大的结构预测技术,对不同压强下的过渡金属氧化物展开进一步的探索。利用USPEX演化算法,针对50GPa、100GPa、200GPa、300GPa和400GPa压强下的,展开了结构预测,然后利用密度泛函理论联合VASP程序的方法,对每个结构进行几何优化,之后,利用WEIN2K程序计算高压下的能带结构、电子态密度,利用phonopy分析高压下的晶体声子,得到400GPa下的声子谱。通过USPEX搜索在高压下的形态我们发现不同的空间群结构,然后,分别对高压下搜寻到的空间群结构进行计算。通过不同空间群结构的声子谱,进而来判断空间群的稳定性。经过长时间的声子计算,我们发现中空间群稳定的结构主要有3种。这几种空间群分别是Pbcm空间群、Pnma空间群、空间群。前两种空间群都是正交结构,后一种空间群是六方结构。最后,对这三种空间群稳定的结构进行计算,分析得到的声子谱、态密度图,以及电子能带图、分态密度图。通过分析发现三种空间群的都处在金属态。
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