La_SrMnO3超晶格应变及电磁性质.docVIP

  La/SrMnO3 超晶格应变及电磁性质# 路文江1，王玲1，汤富领2，王沭东1** （1. 兰州理工大学材料科学与工程学院，甘肃兰州 730050； 5 10 2. 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室，甘肃兰州 730050） 摘 要 ： 采用基 于 第一 性原 理 的密 度泛 函 理论 研究 了 正交 超晶 格 结 构 LaMnO3/SrMnO3 （LMO/SMO）晶格结构、轴向应变及电磁结构的影响。理论计算结果表明，LMO/SMO 随 a、b、 c 及 ac 方向的轴向应变变化均是铁磁性状态比反铁磁性状态更稳定。Sr 掺杂后，LMO 正交 结构仍保留明显的晶格畸变，SMO 的面心立方结构的晶格畸变增加，Mn 的 3d 态及 O 的 2p 态在不同的轴向应变下更加复杂。Mn 的 3d 态轨道分波态密度随着负应变的增大，自旋向上 和自旋向下态密度趋向于对称，磁性趋向于零。 关键词：第一性原理；轴向应变；电子结构 中图分类号：O482.54 15 Electromagnetic properties LaMnO3/SrMnO3 superlattice with strains LU Wenjiang1, WANG Ling1, TANG Fuling2, WANG Shudong1 (1. College of Materials Science and Engineering,Lanzhou Univ．of Tech．,Lanzhou 730050; 20 25 30 35 40 2. State Key Laboratory of Gansu Advanced Nonferrous Metal Materials,Lanzhou Univ．of Tech．,Lanzhou 730050) Abstract: Based on the first principle of density functional theory, this paper studied the lattice constant, axial strains, and electrical magnetic structure of orthogonal superlattice LaMnO3/SrMnO3 (LMO/SMO). Theoretical calculation results show that LMO/SMO is energically favorable to be ferromagnetic other than anti-ferromagnetic with axial strains along the a, b, c, and ac directions. Upon Sr-doping, the orthogonal structure of LMO still remains obvious lattice distortion, and the face-centered cubic SMO is introduced lattice distortion into it. The 3d state of Mn and 2p state of O are more complex with different axial strains. Ferromagnetic property of LMO/SMO is mainly introduced by the difference of 3d state of Mn majority and minority, which are tend to be symmetrical with increasing negative axial strains. At the same time, magnetic property tends to be zero. Key words: first-principle;axial strain;electron structure 0 引言 钙钛矿型 LaMnO3（LMO）氧化物体系因其结构的特殊性及磁电特性的奇异性质在近年 来一直是凝聚态物理研究的热点问题之一。这类物质在固体燃料电池、固体电解质、传感器 和催化方面已得到广泛应用[1]。1990 年前后，随着巨磁阻效应的发现，这类氧化物引起人们 更大的兴趣[2-4]。纯 LMO 室温下是正交晶型结构，研究表明，LMO 的电子导电率可以通过 掺杂低价的金属等代替 La 或 Mn 的位置而增加，且由于 SrMnO3（SMO）掺杂的 LMO 材料 具有很高的电磁阻，长期的化学稳定性，所以是很好的电磁材料。最近,用原子层外延等方 基金项目：国家自然