Электронное строение, химическая связь и свойства перовскитоподобных фаз по данным первопринципных зонных расчетов

• Автор: Банников, Вячеслав Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Введение.

Глава X. Методика расчета электронного строения исследуемых перовскитоподобных фаз

1.1 Одноэлектронное приближение.

1.2 Теория функционала электронной плотности. Уравнения Кона

1.3 Обменнокорреляционный потенциал. Приближения ГОА и

1.4 Метод присоединенных плоских волн и его модификации.

Глава 2. Электронные, упругие свойства и особенности межатомных взаимодействий в сверхпроводящих антиперовскитах МСз, iз,

СсЮМз и торийсодержащсм перовските ТаТЬИз

2.1 Электронное строение и физикохимические свойства сверхпроводящих антиперовскитов МСЫ1з, iз и Сс1СГз

2.1.1 Структурные и упругие свойства моно и иоликристаллических МСз М , , Сс1

2.1.2 Зонная структура и электронные свойства МСз ММ гп, Сс1.

2.2 Электронное строение, упругие свойства и особенности химической связи в перовските ТаТЬЫз
Глава 3. Моделирование структурных, электронных и магнитных свойств
гипотетических антиперовскитов МСЭДз .
3.1 Факторы энергетической устойчивости, моделирование структурных и упругих свойств.
3.2 Зонная структура и магнитные свойства.
3.3 Электронные свойства и особенности межатомных взаимодействий в антиперовскитах МСМз .
Глава 4. Электронные и магнитные свойства перовскитоиодобных
оксидов, легированных с и 7элементами.
4.1 Зонная структура и магнитные свойства систем на основе магнитных перовскитоподобных фаз, легированных магнитными атомами система БгРеОзМ М8с, Т,., 1, Си.
4.1.1 Зонная структура и магнитные свойства перовскита БгРеОз.
4.1.2 Магнитные характеристики двойных исровскитов 8г2РеМ М8с, Т,., , Си.
4.1.3 Зонная структура двойных перовскитов БгзРеМОб Мвс, Т,.,И,Си.
4.2 Магнитные свойства и электронное строение немагнитных перовскитоподобных фаз, легированных магнитными атомами система ЬаСаОзгЫ.
4.2.1 Зонная структура и электронные свойства перовскитоподобного оксида ЬаваОз
4.2.2 Электронное строение, магнитные свойства и особенности межатомных связей в твердых растворах ЬаОаьхРПхОз
Двойной перовскит ЬагСаКЧОб.
Система Ьаа7МЮ модель одиночных примесных центров никеля в галлате лантана
Система ЬагМгСаюОзб модель обменносвязанных пар никеля в галлате лантана
4.3 Локальный магнетизм в немагнитных перовскитоподобных системах, легированных немагнитными примесями по анионной подрешетке системы 8гМОзХ МТ1, Ъх, Бп ХВ, С, Ы
Заключение.
Литература


В связи с этим представляет интерес исследование модификации электронных и магнитных свойств немагнитных перовскитоподобных оксидов с широкой запрещенной щелью путем их легирования элементами по анионной подрешетке. Наряду с постановкой экспериментамиых исследований, для изучения и прогноза свойств новых легированных материалов успешно применяются методы теоретического моделирования, основанные на первопринципных подходах вычислительной квантовой теории. В настоящей работе излагаются результаты систематических первопринципных исследований репрезентативного ряда синтезированных, а также гипотетических перовскитоподобных тройных карбидов, нитридов и оксидов и обсуждаются найденные закономерности влияния на их электронные, магнитные, структурные, когезионные и механические свойства эффектов легирования их подрешеток. Работа выполнена в рамках плановой темы НИР ИХТТ УрО РАН Развитие первопринципных зонных и кластерных методов компьютерного материаловедения и моделирование новых кристаллических и наноразмерных систем с участием с1 и элементов гос. Работа поддержана РФФИ, гранты Компьютерное моделирование функциональных свойств новых керамических материалов на основе тройных слоистых карбидов металлов 1Урал и Новые легированные кристаллические и наноразмерные материалы на основе карбидов вольфрама компьютерное моделирование структуры, состава и функциональных свойств 4. Цель н залами работы. Теоретический анализ электронной структуры и химической связи для недавно синтезированных сверхпроводящих тройных карбидов антиперовскитов 2пСМз, СсСз, ОГз, и торийсодержащего нитрида ТаТИИз. Прогноз фазовой стабильности, электронных, магнитных и механических свойств серии гипотетических антиперовскитов МСз МУАц, изоструктурных сверхпроводящей фазе МСИз. ТаСаОз, легированного никелем, а также немагнитных перовскитов ЭгМОз МТ, 2г, Эп, легированных немагнитными элемснтами бором, углеродом и азотом. Впервые в рамках единой модели установлены сравнительные особенности зонной структуры, топологии поверхности Ферми для сверхпроводящих перовскитоподобных фаз 2пСз и СбСТз, МС1, проведены численные оценки их параметров упругости в моно и поликристаллическом состоянии. Впервые выполнен прогноз электронного строения и особенностей межатомных связей, а также механических свойств торийсодержащего иеровскита ТаТШз. Впервые выполнены оценки энергий формирования серии изоструктурных гипотетических фаз МСИз , установлено, что возможен успешный синтез соединений УСМз, ХгСИз и РсСКз. Впервые найдены закономерности изменения электронного строения и свойств при различных тинах легирования перовскитоподобных систем магнитного БгРсОз, легированного 3атомами немагнитного ЬаваОз, легированного никелем, а также немагнитных перовскитов ЯгМОз М Т, Ъх, Бп, легированных немагнитными 2рэлементами по анионной подрешетке. Практическая значимость диссертационной работы. Развитые микроскопические модели электронного строения, химической связи, энергетических условий стабильности новых перовскитоподобных фаз составляют базис для понимания закономерностей формирования основных физикохимических свойств рассматриваемых объектов. Полученные новые данные по электронному строению и
физикохимическим характеристикам тройных перовскитоподобных фаз могут быть использованы для интерпретации их спектроскопических, термомеханических и электрофизических свойств. Установленные закономерности изменения электронного строения и свойств этих соединений в результате их легирования могут служить основой для планирования экспериментов по направленному синтезу новых перовскитоподобных материалов. Закономерности эволюции спектра электронных состояний и магнитных свойств легированных перовскитоподобных фаз ряда i. Прогноз возникновения локального магнетизма в немагнитных перовскитоподобных фазах i, и при легировании их анионных подрешеток немагнитными атомами элементов ,,. Первом Российском I Гаучном Форуме Демидовские чтения г. Евразийском симпозиуме по магнетизму i г. VII Международной научной конференции Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии г. Международной конференции Физикохимические процессы в неорганических материалах ФХП г. Московском международном симпозиуме по магнетизму I г.