《4d/5d化合物磁性及金屬-絕緣體轉變的研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由張小麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：4d/5d化合物磁性及金屬-絕緣體轉變的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張小麗
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
相對於3d過渡金屬化合物，4d/5d化合物中d電子關聯降低。降低的電子關聯與晶格、軌道、自旋等自由度競爭與合作，使得4d/5d化合物中磁和電的現象更加豐富。多種因素相互作用的複雜性也使得人們對4d/5d體系中磁和電現象的解釋存在很大的爭議。. 針對存在的爭議，本項目選取典型的4d/5d化合物為研究對象，採用密度泛函理論結合模型計算的方法從以下幾個方面進行研究：(1)在磁阻挫的4d/5d化合物中，考慮次近鄰甚至更遠距離的交換作用，確定材料的基態磁序。(2)研究三重簡併的t2g 4d/5d化合物中軌道占據的形式，進而解釋各種磁現象產生的微觀機制。(3)探索4d/5d化合物金屬-絕緣體轉變的原因，總結晶格、軌道以及自旋自由度與電子關聯在金屬-絕緣體轉變中所起的作用的一般規律。以上研究將為認識4d/5d過渡金屬化合物的磁和電的現象提供理論依據，為設計和合成新的功能材料奠定基礎。
結題摘要
4d/5d化合物是目前磁學領域重要的研究對象之一。這類材料的電子關聯與晶格、軌道、自旋等自由度競爭與合作，使得4d/5d化合物中的磁和電現象的起因變得複雜，許多物理機制還不清楚。在本項目的資助下，我們採用密度泛函理論結合模型計算的方法對5種4d/5d化合物的特殊的磁和電的現象的物理機制進行了研究，相關成果概述如下：（1）In3Cu2VO9中沿c軸方向的磁阻挫導致了體系中存在量子自旋無序。（2）層狀鈣鈦礦結構的α- K2AgF4 鐵磁是層內第一近鄰Ag 離的eg 軌道不同能級之間的電子躍遷導致的。（3）Cs2KAgF6體系中+3價Ag離子處於高自旋態。高自旋態源於Ag-F間存在很強的雜化作用使得AgF6八面體中F離子配體的部分電荷轉移給了Ag，+3價Ag離子上有9個電子占據， 體系處於高自旋態。（4）在Lan+1NinO2n+2體系中，當維度增加時，活躍的3z2-r2軌道從不連續的分子能級過渡到連續的能帶模型，它的電子填充方式也因此發生了變化。因此，二維的La3Ni2O6 和 La4Ni3O8 可認為是分子型絕緣體。三維的LaNiO2中Ni-3d 擴展的3z2-r2帶與La-5d雜化從而導致LaNiO2是金屬。（5）壓力使得Sr3Fe2O5層間距的降低因此抬高了3z2-r2態，它上面的電子部分的占據了x2-y2態，從而導致了壓力下的金屬絕緣體轉變的發生。以上研究為認識和理解4d/5d過渡金屬化合物的磁和電的現象提供了新的模型和物理圖像。通過三年的研究，我們正式發表文章4篇，一篇文章已接收，很好地完成了項目的預定任務。
