多鐵材料光學性質的第一性原理數值計算研究

《多鐵材料光學性質的第一性原理數值計算研究》是依託南京大學，由周健擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多鐵材料光學性質的第一性原理數值計算研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周健
• 依託單位：南京大學

項目摘要

多鐵材料是指同時具有多種鐵性，並且不同鐵性之間有相互耦合的新型材料，由於其包含鐵磁學、鐵電學、強關聯電子學和材料科學等諸多學科，是一個熱門的、跨學科的國內外前沿研究領域，得到了人們的廣泛關注和研究。而光學測量是一個探索多鐵材料的電子結構和自旋信息的重要手段，得到人們越來越多的關注。而目前國內外關於多鐵材料光學性質，特別是磁光效應的第一性原理計算仍然處於起步階段。本項目將利用第一性原理計算深入地研究多鐵材料的線性、二階非線性光學以及磁光效應。著重探討多鐵材料的光學性質與其電子結構、磁結構和鐵電性的關係；以及多鐵材料中磁電耦合的微觀機理；為設計和尋找具備更高磁電耦合效率的多鐵材料和新型量子調控磁光材料提供可靠的理論依據。

結題摘要

在本項目中，本人主要完成了一些多鐵材料光學性質的計算，主要包括幾類材料的研究：（1）基於VASP程式編寫了計算光學程式，學習了WIEN2k光學計算方法，以及開展了基於多種程式的最大局域化Wannier函式的學習和使用。（2）開展了多鐵材料GaFeO3的鐵電性、電子能帶和光學性質計算。（3）結合本小組的實驗，開展了新的10H相Cr摻雜BiFeO3的結構、磁性、電子能帶以及光學性質的計算。（4）結合本小組的實驗，開展了Fe摻雜Bi4Ti3O12的結構穩定性的理論計算工作。（5）初步開展了多鐵材料六角相ErMnO3和YMnO3電子結構和光學性質的計算工作。（6）在前期工作基礎上，結合本小組的實驗，開展了一些具有較大自旋軌道耦合作用材料的光學性質的理論計算工作，比如KxRhO2。受本項目支持，完成SCI論文10篇，其中2篇論文與本項目密切相關。另外有1篇相關論文已經完成，另外3個相關工作正在進行計算，尚未完成。