双钙钛矿氧化物Sr2FeMoO6的结构特征及磁性质

文章编号：１００１－９７３１（２０１６）０７－０７１３０－０５双钙钛矿氧化物Ｓｒ２ＦｅＭｏＯ６的微结构及磁性能＊王玉平１，２，杨新伟２，相宇博２，刘雯慧２，李金兰２，胡艳春２（１．新乡学院物理与电子工程学院，河南新乡４５３０００；２．河南师范大学物理与电子工程学院，河南新乡４５３００７）摘　要：　采用传统高温固相反应法和溶胶－凝胶法制备了样品Ｓｒ２ＦｅＭｏＯ６，分别记为１和２＃样品。

Ｘ射线衍射结果表明两种方法制备的样品均为单相，四方晶系，空间群为Ｉ４／ｍ。

在烧结温度和烧结时间等同的条件下，２＃样品的Ｆｅ／Ｍｏ有序度比１＃样品的有序度要高，溶胶－凝胶法更易影响ＦｅＯ６八面体结构，且该方法提升了ＦｅＯ６八面体的对称性。

１和２＃样品在３００Ｋ温度下的单胞磁矩分别为１．８８和２．１７μＢ，热扰动和反位缺陷是影响单胞磁矩的重要因素。

关键词：　Ｘ射线衍射；扫描电镜；晶体结构；磁性材料中图分类号：　ＴＭ２０５文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－９７３１．２０１６．０７．０２４０　引　言钙钛矿型过渡族金属氧化物因其具有特殊的结构和多种化合价等特征在众多氧化物材料中占据重要地位。

多年来，科研人员对其进行了广泛研究。

其中双钙钛矿氧化物具有独特的结构，它们的电学和磁学性质也十分奇特，使得双钙钛矿氧化物在磁传感器、磁存储器件等方面具有很好的应用前景［１－４］。

１９９８年日本科学家Ｋ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ等发现双钙钛矿型化合物Ｓｒ２ＦｅＭｏＯ６（ＳＦＭＯ）在３００Ｋ（７Ｔ）时高达１０％的遂穿型磁电阻效应，而且它的居里温度在室温之上（约４２０Ｋ），自发现以后受到科研工作者的广泛关注［５］。

Ｓｒ２ＦｅＭｏＯ６属于典型的双钙钛矿型Ａ２ＢＢ′Ｏ６结构。

在理想Ｓｒ２ＦｅＭｏＯ６结构中，Ｆｅ３＋、Ｍｏ５＋分别有序地占据Ｂ和Ｂ′位置，呈ＮａＣｌ型结构相间排列。

在实际Ｓｒ２ＦｅＭｏＯ６结构中，由于Ｆｅ３＋、Ｍｏ５＋的离子半径差别为０．００３５ｎｍ［６］，电荷差别等于２，因此有部分Ｆｅ３＋占据Ｂ′位置，同时有相同量的Ｍｏ５＋离子占据Ｂ位置，称之为反位缺陷。

双钙钛矿化合物S r 2FeM oO 6的制备及其电磁特性研究＊门高夫1,2,杜晓燕1,谢　艳1,王玉国1,郭光华2,3(1　河北工程大学理学院,邯郸056038;2　中南大学物理科学与技术学院,长沙410083;3　中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083)摘要 采用溶胶-凝胶法在不同烧结温度下制备了双钙钛矿结构化合物Sr 2FeM oO 6,研究了烧结温度对样品B 位阳离子的有序度和饱和磁化强度的影响,测量了样品电阻率随温度变化的曲线。

X 射线衍射实验表明,所有样品中无杂相产生,晶体结构均为四方结构。

样品的有序度随烧结温度的升高而增大,而有序度越高的样品饱和磁化强度也越大;样品在30000Oe 磁场下的导电行为呈现出由半导体导电行为(低温区T ≈10～80K )向金属导电行为(高温区T ≈80～300K )的转变。

关键词 双钙钛矿　溶胶-凝胶法　反占位缺陷　饱和磁化强度中图分类号:O 482.5 文献标识码:AElectromagnetic Properties Analysis and Preparation of Dou ble -perovskiteCompound Sr 2FeMoO 6M EN Gaofu1,2,DU Xiaoyan 1,XIE Yan 1,WANG Yuguo 1,G UO Guanghua2,3(1　Scho ol of Science ,Hebei U nive rsity of Eng ineering ,H andan 056038;2　Schoo l of Physics Science and Technolo gy ,Central South U niversity ,Changsha 410083;3　S ta te K ey Labor atory of P ow der M etallurgy ,Central South U niver sity ,Changsha 410083)Abstract T he do uble -pero vskite Sr 2FeM o O 6compounds hav e been pre pared under different sinte ring tempera -ture by sol -g el me thod .T he inf luence of sintering temperature o n B site catio nic or dering deg ree and saturatio n mag -netization is investig ated .A t the same time ,the curve o f resistivity is measured .X -ray po wder diffraction pr ofiles in -dicates that all the sample s ar e pure phase and cr ystal structure is tetrag onal .T he samples ′o rde ring deg ree increa seswith the sintering temperature rising .T he hig he r o rdering deg ree is ,the hig her sa tur atio n magnetizatio n is .T he sample sho w a co nve rsion fr om semi -conductor co nduction behavio r to metal conductor behavio r in the ca se that the magnetic field is 30000O e .Key words double perov skite ,sol -gel metho d ,antisite defects ,sa tur ation mag netization　＊国家自然科学基金资助项目(60571043)　门高夫:男,1980年生,助教,硕士,主要从事磁性材料的研究　E -mail :M eng aofu @yaho o .com .cn 近来,双钙钛矿型化合物S r 2FeM oO 6由于具有半金属特性和显著的室温隧穿性磁电阻效应,被视为最有可能在室温下实用的磁电阻材料之一,备受人们的关注[1]。

2016年第35卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2495·化 工 进 展双钙钛矿型复合氧化物A 2B'B''O 6的最新合成方法安宏乐，杨秋华，邸学倩（天津大学理学院，天津 300350)摘要：双钙钛矿型复合氧化物是一种新型的无机非金属材料，在电磁学和催化等方面具有好的应用前景，近年来引起了研究者极大的关注。

本文介绍了双钙钛矿型复合氧化物A 2B'B''O 6的结构以及目前国内外传统和最新的合成方法。

在结构上，单双钙钛矿型复合氧化物有相同点也有不同点，它们都具有稳定的骨架结构，最大的不同是双钙钛矿结构中B 位原子的八面体结构由B'O 6和B''O 6交替排列而成，形成B'-O-B''的结合，从而产生了超交换作用。

传统的合成方法着重介绍了高温固相法、溶胶-凝胶法和水热合成法；最新的合成方法主要叙述了微波烧结法、溶胶-凝胶自燃法、化学溶液沉积法、静电纺丝法、冷冻干燥法、非晶态合金法和脉冲激光沉积法。

本文针对每一种方法的合成步骤及主要特征进行了详细阐述，对未来的双钙钛矿合成方法研究进行了展望，指出探索研发更加优越的合成方法是未来的研究热点。

关键词：A 2B'B''O 6；复合材料；纳米技术；结构；合成中图分类号：O 611.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）08–2495–05 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.08.29The latest synthesis methods of double perovskite-type composite oxidesA 2B'B''O 6AN Hongle ，YANG Qiuhua ，DI Xueqian（College of Science ，Tianjin University ，Tianjin 300350，China ）Abstract ：Double perovskite-type composite oxides have attracted considerable attentions as a new inorganic non-metallic materials owing to their superiority in electromagnetism and catalysis recently ．This paper describes the structure and the traditional and new synthesis methods of double perovskite-type composite oxides A 2B'B''O 6 at home and abroad ．The structures of single and double perovskite composite oxides have both similarities and differences. They both have stable skeleton structure ，while the main difference is that octahedral structure of B atoms is formed by arranging alternately of B'O 6 and B''O 6 for double perovskite ，resulting in the forming of B'-O-B" and the superexchange effect ．The traditional synthesis methods mainly include high-temperature solid phase method ，sol-gel method and hydrothermal synthesis method ，whereas the new synthesis methods mainly include microwave sintering method ，sol-gel spontaneous combustion method ，chemical solution deposition method ，electrostatic spinning method ，freeze drying method ，amorphous alloy method and pulsed laser deposition method ．The synthesis procedures and main features of each method are described in detail. The future development of synthesis method is also proposed ，and exploring better synthesis method is still a hot spot in the future ．Key words ：A 2B'B''O 6；composites ；nanotechnology ；structure ；synthesis材料的制备与应用。

双钙钛矿氧化物双钙钛矿氧化物是一类具有重要应用潜力的材料，其化学结构为ABO3型。

其中，A位离子通常是稀土元素或碱土金属元素，如钙(Ca)、锶(Sr)等；B位离子通常是过渡金属元素，如钛(Ti)、铁(Fe)等。

这种结构使得双钙钛矿氧化物具有多种优异的物理和化学性质。

双钙钛矿氧化物在光电领域具有广泛的应用前景。

其优异的光电性能使其成为太阳能电池、光电探测器等器件的理想材料。

例如，双钙钛矿氧化物能够吸收宽波长的太阳光谱，使得太阳能电池具有更高的光电转换效率。

同时，双钙钛矿氧化物还具有较高的电子迁移率和载流子扩散长度，这对于提高器件的响应速度和稳定性至关重要。

除了光电领域，双钙钛矿氧化物在电化学储能领域也有着重要的应用。

由于其良好的导电性和可逆氧化还原性质，双钙钛矿氧化物被广泛应用于锂离子电池、超级电容器等储能器件中。

与传统的电催化剂相比，双钙钛矿氧化物具有更高的电化学活性和更好的催化性能，能够有效提高储能器件的能量密度和循环寿命。

双钙钛矿氧化物还具有许多其他应用潜力。

例如，由于其独特的光学性质，双钙钛矿氧化物可用于显示器件、激光器件等光学器件中。

另外，双钙钛矿氧化物还具有较高的热稳定性和化学稳定性，可用于高温传感器、催化剂等领域。

尽管双钙钛矿氧化物具有广泛的应用前景，但其制备和优化仍然面临一些挑战。

目前，研究人员正致力于寻找新的合成方法和优化工艺，以提高双钙钛矿氧化物的性能和稳定性。

此外，对于双钙钛矿氧化物的电子结构和物理性质的深入理解也是当前研究的热点之一。

双钙钛矿氧化物作为一类具有重要应用潜力的材料，具有广泛的应用前景。

其在光电领域、电化学储能领域以及其他领域中的应用已取得了一系列重要的研究进展。

随着对双钙钛矿氧化物性质和制备方法的深入研究，相信双钙钛矿氧化物的应用前景会变得更加广阔。

《几种双钙钛矿氧化物薄膜-超晶格的结构与性质研究》篇一几种双钙钛矿氧化物薄膜-超晶格的结构与性质研究一、引言双钙钛矿氧化物作为一种重要的功能材料，在电子、磁性、光学等领域具有广泛的应用前景。

近年来，随着薄膜制备技术的进步，双钙钛矿氧化物薄膜及超晶格的制备与性质研究逐渐成为材料科学领域的热点。

本文将针对几种典型的双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的结构与性质进行详细的研究。

二、双钙钛矿氧化物薄膜的结构与性质1. 结构特点双钙钛矿氧化物通常具有复杂的晶体结构，一般可以表示为ABO3型钙钛矿结构。

其中A位和B位可以被不同种类的阳离子占据，形成复杂的晶体结构。

薄膜形态的双钙钛矿氧化物在保持原有晶体结构的基础上，具有更好的均匀性和可控性。

2. 性质研究双钙钛矿氧化物薄膜具有优异的电子、磁性、光学等性质。

例如，某些双钙钛矿氧化物薄膜具有高导电性、高磁化强度等特性，可应用于电子器件、磁性材料等领域。

此外，其优异的光学性质也使其在光电器件、光催化等领域具有潜在的应用价值。

三、双钙钛矿氧化物超晶格的结构与性质1. 结构特点双钙钛矿氧化物超晶格是由两种或多种不同组分的双钙钛矿氧化物薄膜交替叠加而成。

由于各组分之间的相互作用，超晶格具有独特的晶体结构和电子结构。

2. 性质研究双钙钛矿氧化物超晶格具有更加丰富的物理性质。

由于各组分之间的相互作用，超晶格往往具有更好的电子传输性能、更高的磁化强度以及更优异的光学性能。

此外，超晶格的能带结构可以通过调节各组分的比例和薄膜厚度进行优化，从而得到更优异的性能。

四、几种典型的双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的研究1. La2NiMnO6薄膜/超晶格La2NiMnO6是一种典型的双钙钛矿氧化物，具有优异的电子和磁性性质。

研究其薄膜和超晶格的结构与性质，有助于深入了解双钙钛矿氧化物的物理性质及其应用。

2. Sr2FeMoO6超晶格Sr2FeMoO6超晶格具有较高的电子传输性能和磁化强度。

通过调整各组分的比例和薄膜厚度，可以优化其能带结构，提高其光学性能和电子传输性能。

第53卷第2期2024年2月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALSVol.53㊀No.2February,2024双钙钛矿氧化物A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)磁光克尔效应的第一性原理研究刘㊀派,祖宁宁,李㊀瑞(齐齐哈尔大学理学院,齐齐哈尔㊀161003)摘要:Sr2CrOsO6具有双钙钛矿氧化物中最高的磁转变温度(725K)㊂使用体积更小的Ca离子取代Sr离子后得到了Ca2CrOsO6,其磁转变温度同样高于室温㊂进一步使用d轨道更加离域化的Mo离子取代Cr离子,得到了Ca2MoOsO6㊂通过密度泛函理论,系统地计算了双钙钛矿氧化物Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6的电子结构和磁光克尔效应,电子结构表明,三种材料均为半导体㊂Sr2CrOsO6和Ca2CrOsO6的电子结构非常相似,Ca2MoOsO6的带隙极小,仅有0.10eV㊂观察磁光克尔效应谱线,三种材料在红外到可见光谱的范围内均表现出显著的磁光克尔效应㊂Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6的最大克尔旋角分别为1.18ʎ㊁0.98ʎ和0.65ʎ㊂三种材料的最大克尔旋角均大于0.2ʎ,是理想的磁光材料㊂计算结果表明化合物内同时包含3d(4d)和5d过渡金属离子有助于形成显著的磁光克尔效应㊂对光学电导率张量的分析表明,三种材料的磁光克尔谱线峰值源自带间跃迁,并且由光学电导率张量的非对角元虚部主导㊂关键词:双钙钛矿氧化物;磁光克尔效应;带间跃迁;第一性原理;自旋轨道耦合中图分类号:O734㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1000-985X(2024)02-0267-09 First Principles Study of Magneto-Optical Kerr Effect of Double Perovskite Oxide A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)LIU Pai,ZU Ningning,LI Rui(College of Science,Qiqihar University,Qiqihar161003,China)Abstract:Sr2CrOsO6has the highest magnetic transition temperature(725K)among the double perovskite oxides. Ca2CrOsO6was obtained by replacing Sr ions with smaller volume Ca ions,and the magnetic transition temperature was higher than room temperature.Further substitution of Cr ions by Mo ions with more delocalized d orbitals yielded Ca2MoOsO6.The electronic structures and magneto-optical Kerr effects of the double perovskite oxides Sr2CrOsO6,Ca2CrOsO6and Ca2MoOsO6 have been systematically calculated by density functional theory.The electronic structures indicate that all three materials are semiconductors.The electronic structures of Sr2CrOsO6and Ca2CrOsO6are very similar,and the band gap of Ca2MoOsO6is extremely small,only0.10eV.Observing the magneto-optical Kerr effect line,all three materials show significant magneto-optical Kerr effects in the range of infrared to visible spectrum.The maximum Kerr rotation angles of Sr2CrOsO6,Ca2CrOsO6 and Ca2MoOsO6are1.18ʎ,0.98ʎand0.65ʎ.The maximum Kerr rotation angle of the three materials is greater than0.2ʎ, which makes them to be ideal magneto-optical materials.The calculated results show that the inclusion of both3d(4d)and5d transition metal ions in the compound contributes to the significant magneto-optical Kerr effect.Analysis of the optical conductivity tensor shows that the peak of the magneto-optical Kerr line of three materials originates from the interband transition and is dominated by the imaginary part of the off-diagonal element of optical conductivity tensor.Key words:double perovskite oxide;magneto-optical Kerr effect;interband transition;first principle;spin orbit coupling㊀㊀收稿日期:2023-08-28㊀㊀基金项目:黑龙江省省属高等学校基本科研业务费青年创新人才项目(135309343);国家自然科学基金(21703112)㊀㊀作者简介:刘㊀派(1997 ),男,黑龙江省人,硕士研究生㊂E-mail:793315247@㊀㊀通信作者:祖宁宁,博士,副教授㊂E-mail:nn.zu@268㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷0㊀引㊀㊀言当线偏振光入射到磁化介质表面时,反射光由线偏振光变为椭圆偏振光的现象称作磁光克尔效应,反射光的偏振面相对于入射时偏转的角度称作克尔旋角[1]㊂根据介质磁化方向的不同,可将磁光克尔效应细分为极向磁光克尔效应㊁横向磁光克尔效应和纵向磁光克尔效应[2]㊂当光束入射方向㊁介质的磁化方向均与介质表面垂直时,产生的磁光克尔效应称为极向磁光克尔效应[3]㊂同种介质相同条件下,极向磁光克尔效应最为显著[4]㊂磁光克尔效应在很多领域都有着非常重要的应用㊂首先,基于磁光克尔效应研发的各类数据存储介质[5]可以推动科技㊁工业㊁资讯等行业的高速发展㊂数据存储中的 1 和 0 可以用外加电场方向与介质磁畴磁化方向之间的同向和反向来表示,一般来说,当克尔旋角数值大于0.2ʎ时,可以认为介质材料具有良好的磁光存储特性㊂其次,磁光克尔效应可以作为表面科学领域的有效测量工具[6-7]㊂通过测量样品的磁光克尔效应随外加磁场的变化关系并结合样品的磁滞回线,便可对样品的矫顽力㊁最大磁化率等物理量进行定性㊁定量分析[8],此测量方法与传统测量方法相比,具有非接触测量且测量灵敏度更高等显著优势㊂另外,磁光克尔效应在磁畴的测量[9]和自旋电子学领域[9]中也有相关应用㊂综上所述,具有显著磁光克尔效应的材料有着极佳的应用前景,那么对于此类材料的研究和探寻也具有重要的意义㊂除了寻找具有大克尔旋角的磁光材料以外,人们对产生磁光克尔效应的内在机制的研究也不断深入㊂在外加电场的作用下,材料的对称性降低,材料介电张量时间反演对称性随之被破坏[10],当前普遍认为磁光克尔效应源自于此㊂而对于影响磁光克尔效应大小的因素,现有的研究表明,较强的自旋轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)效应和较大的带交换劈裂起着重要作用[11-12]㊂通常情况下,3d过渡金属元素的轨道相对局域化,拥有较大的带交换劈裂,但自旋轨道耦合效应较弱[13],而5d过渡金属元素则具有较强的自旋轨道耦合效应,但d轨道更加离域化,带交换劈裂较小[2]㊂那么,获得具有较强磁光克尔效应的一个有效方法就是制备同时包含3d(4d)和5d过渡金属元素的化合物㊂由于离子之间的相互作用,双钙钛矿氧化物A2BBᶄO6(其中A为碱金属㊁碱土或稀土离子,B和Bᶄ为过渡金属离子)展现出丰富的物理性质[14-15]㊂如果B 和Bᶄ位分别被3d(4d)和5d元素占据,那么双钙钛矿氧化物将很有可能成为非常有潜力的磁光材料㊂例如,Lu等[16]通过第一性原理计算了Ba2NiOsO6的磁光性能,在能量为3.2eV的位置处,其克尔旋角数值高达6ʎ㊂与此同时,近期的其他研究表明,Sr2FeWO6的磁光克尔效应也同样十分理想,在能量为1.5eV的位置处,克尔旋角数值为3.87ʎ[2]㊂半导体双钙钛矿氧化物Sr2CrOsO6,首次合成于2007年[17],因具有双钙钛矿氧化物中最高的磁转变温度(725K)而闻名㊂理论计算表明[18],Sr2CrOsO6具有较明显的磁光克尔效应,克尔旋角超过1ʎ㊂通过使用同主族的Ca离子对A位的Sr离子进行替换,研究人员合成了Ca2CrOsO6[19],其磁转变温度仍然高于室温(490K)㊂Ca离子的半径小于Sr离子的半径,因此Ca2CrOsO6的结构由Sr2CrOsO6的斜方六面体结构(R3)退化为单斜结构(P21/n)㊂那么,这种结构对称性的降低会对材料的磁光克尔效应产生何种影响?进一步,如果使用同主族的Mo离子取代Ca2CrOsO6中B位的Cr离子,可以得到Ca2MoOsO6,Mo为4d过渡金属离子,相比属于3d过渡金属离子的Cr来说,自旋轨道耦合效应较强些,但轨道要更加离域化,那么Ca2MoOsO6的磁光克尔效应相比于Ca2CrOsO6又会如何,非常值得研究㊂综上,本文将利用基于密度泛函理论的第一性原理计算Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6三种材料的电子结构和光学电导率,进而计算材料的磁光克尔效应光谱,得到克尔旋角㊂本文也将分析A2BOsO6 (A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)体系中A位和B位元素取代对材料磁光克尔效应的影响,进一步得到影响磁光克尔效应强弱的关键因素㊂1㊀理论和计算方法1.1㊀磁光克尔效应理论在磁场的作用下,材料介电张量的对称性发生改变,进而引起了磁光克尔效应[10]㊂磁光克尔效应也可以用光学电导率张量来表示㊂对于同一介质,介电张量的分量εαβ与光学电导率张量的分量σαβ之间满足以㊀第2期刘㊀派等:双钙钛矿氧化物A 2BOsO 6(A =Sr,Ca;B =Cr,Mo)磁光克尔效应的第一性原理研究269㊀下关系[5,20]εαβ(ω)=δαβ+4πi ωσαβ(ω)(1)式中:ω为波动参数,εαβ㊁σαβ(α,β=x ,y ,z )均为复数形式,由对应的实部和虚部组成,即[20]εαβ(ω)=ε1αβ(ω)+ε2αβ(ω)(2)σαβ(ω)=σ1αβ(ω)+σ2αβ(ω)(3)式中:ε1αβ表示介电张量分量的实部,ε2αβ表示介电张量分量的虚部,σ1αβ表示光学电导率张量的实部,σ2αβ表示光学电导率张量的虚部㊂光学电导率张量的分量可以由Kubo 线性响应公式(4)计算得出[18]㊂σαβ(ω)=-ie 2m 2ħV ðk ðj ,jᶄf (E jk )-f (E jᶄk )ωjjᶄᵑαjᶄj ᵑβjjᶄω-ωjjᶄ+i τ-1+(ᵑαjᶄj ᵑβjjᶄ)∗ω+ωjjᶄ+i τ-1éëêêùûúú(4)式中:-ie 2m 2V是与材料本身相关的常数,ħ是约化普朗克常数,f (E jk )为费米函数,ωjjᶄ是同一k 点占据态j 和非占据态jᶄ的波动参数的差值,ħωjjᶄ=E jk -E jᶄk 是Kohn-Sham 能量的差值,τ-1是激发态Bloch 电子寿命的倒数,ᵑαjᶄj 和ᵑβjjᶄ是偶极子光学跃迁矩阵的矩阵元㊂此外,在计算金属和半金属材料的光学电导率张量时,因费米面附近的电子易处于被激发态,除带间跃迁外,还需要考虑带内跃迁引发的等离子体共振对光学电导率张量的贡献[1]㊂而绝缘和半导体材料,计算光学电导率张量时仅需计算带间跃迁的贡献即可㊂对于单轴晶体,例如Sr 2CrOsO 6(R 3,斜方六面体),磁化方向通常选取其主轴方向[001],此时光学电导率张量的形式为[2,20-21]σ=σxxσxy 0-σxy σxx 000σzz ()(5)极向磁光克尔效应与光学电导率张量之间的关系可表示为[1,21]θK (ω)+i εK (ω)=-σxy (ω)σ0(ω)1+4iπωσ0(ω)(6)式中:θK (ω)表示克尔旋角,εK (ω)表示克尔椭偏率,由于σx x (ω)=σyy (ω),则σ0=(σxx +σyy )/2=σxx [20]㊂因此可将(6)式可表示为[5,22]θK (ω)+i εK (ω)=-σxy (ω)σxx (ω)1+4iπωσxx(ω)(7)而对于双轴晶体,例如Ca 2CrOsO 6和Ca 2MoOsO 6(P 21/n ,单斜),其主轴方向为[010],则光学电导率张量的形式为σ=σxx 0σxz 0σyy 0-σxz 0σzz ()(8)此时极向磁光克尔效应与光学电导率张量之间的关系可表示为θK (ω)+i εK (ω)=-σxz (ω)σ0(ω)1+4iπωσ0(ω)(9)式中:σ0=(σxx +σzz )/2㊂因此可将式(9)表示为θK (ω)+i εK (ω)=-σxz (ω)[(σxx +σzz )/2](ω)1+4iπω[(σxx +σzz )/2](ω)(10)270㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷1.2㊀计算方法基于投影缀加平面波法(projected augmented wave,PAW)描述电子㊁离子间的相互作用,使用GGA-PBE (generalized gradient approximation-Perdew Burke Ernzerhof)的形式处理电子间的交换关联能,通过维也纳从头计算仿真包(Vienna Ab-initio simulation package,VASP)对A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的晶体结构进行优化㊂在自洽计算过程中,平面波截断能E cut=500eV;对于高对称布里渊区K网格,R3结构设置为8ˑ8ˑ3,P21/n结构设置为7ˑ7ˑ5;相互作用力精度和总能量收敛精度分别设置为10-2eV/Å和10-5eV㊂通过基于全势线性增广平面波方法的WIEN2K程序包计算体系的电子结构和光学电导率张量㊂在完整布里渊区内采用了8000个K点㊂设置拓展平面波截断能R min MT K max=7.0时展开波函数㊂当收敛后的能量小于10-5Ry/f.u时,认为自洽结果收敛完毕㊂由于Cr㊁Mo和Os均属于过渡金属离子,为了能够更准确地描述电子d轨道间的库仑关联作用,在材料的结构优化和性质计算中采用 旋转不变 法(rotationally invariant way)对过渡金属离子进行 +U 计算,即在计算当中引入有效哈伯德参数U eff=U-J,其中U表示库伦参数,J表示交换参数[23]㊂为了便于表述,使用U 代替U eff㊂根据相关研究给出数值,Cr㊁Mo的U值可取范围为2~5eV[19],Os的U值可取范围为0.5~2eV[19]㊂在研究过程中,选取了多组不同的U值进行测试,结果表明,不同的U值条件下材料的电子结构基本一致,但当U Cr<3时,优化后的结构中Cr O键的键长小于Os O键的键长,这与实验报道的晶体结构不符[24],同时考虑到U值取值越大在计算中对晶格常数的高估程度越高,因此选取U Cr=U Mo=3eV,U Os=1eV进行进一步的计算㊂此外,介质材料中的Os为5d过渡金属离子,通常具有较强的自旋轨道耦合效应,并且磁光克尔效应的产生与自旋轨道耦合效应的强弱直接相关,为保证计算结果的准确性,选定以GGA+U+SOC方法得出的数据为主进行进一步的讨论[20]㊂2㊀结果与讨论2.1㊀晶体结构和磁基态为了确定A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的磁基态,设置了铁磁(ferromagnetic,FM)和亚铁磁(ferrimagnetic,FIM)两种初始磁构型,并在此基础上进行结构优化和静态计算㊂表1给出了两种磁构型的能量差,结果表明,Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6的磁基态均为亚铁磁态,这与文献中报道的Sr2CrOsO6和Ca2CrOsO6的实验结果是符合的[25]㊂表1㊀A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)铁磁态与亚铁磁态间的能量差,这里将亚铁磁态的能量设置为零Table1㊀Energy difference between FM and FIM states in A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo),here the energy ofFIM state is set to be zeroMagnetic configuration Sr2CrOsO6Ca2CrOsO6Ca2MoOsO6FIM/(eV㊃f.u.-1)000FM/(eV㊃f.u.-1)0.2250.3120.281晶体结构参数的计算结果与实验数据对比见表2,由于U值的引入会导致晶格常数被高估,所以优化后的晶格常数略大于实验给出的数据㊂2.2㊀电子结构图1为A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的态密度(density of states,DOS)分布和能带结构图㊂图中没有给出A位离子的态密度分布,这是因为A位离子在考察的能量范围内基本没有电子分布㊂从图1(a)可以看出,对于Sr2CrOsO6,Cr的t2g上自旋轨道被完全填充,而在下自旋方向上,Os的t2g轨道全部被占据,上下自旋均没有跨越费米能级且带隙较小,因此Sr2CrOsO6属于半导体㊂观察图1(b)可以发现,Ca2CrOsO6的DOS与Sr2CrOsO6的DOS分布规律一致,因此Ca2CrOsO6同样属于半导体,并且DOS的计算结果表明,用Ca离子替代Sr离子后,对材料的电子性质没有显著的影响㊂㊀第2期刘㊀派等:双钙钛矿氧化物A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)磁光克尔效应的第一性原理研究271㊀表2㊀A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的晶格常数与实验数据对比Table2㊀Comparison between lattice constants of A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)optimized and experimental dataParameter Sr2CrOsO6Ca2CrOsO6Ca2MoOsO6Exp.[1]Cal.Exp.[1]Cal.Cal.Space group R3R3P21/n P21/n P21/n a/Å 5.520 5.619 5.351 5.409 5.478b/Å 5.520 5.619 5.456 5.546 5.676c/Å13.44013.6147.6207.7207.858(B O1)ˑ2/Å 1.964 2.008 1.973 2.017 2.106(B O2)ˑ2/Å 1.964 2.008 1.973 2.011 2.099(B O3)ˑ2/Å 1.964 2.008 1.967 2.002 2.095(Os O1)ˑ2/Å 1.944 1.981 1.955 1.988 1.997 (Os O2)ˑ2/Å 1.944 1.981 1.960 1.989 2.000 (Os O3)ˑ2/Å 1.944 1.981 1.946 1.984 1.996øB O1 Os/(ʎ)170.8165.9153.3151.1148.1øB O2 Os/(ʎ)170.8165.9152.6150.7147.2øB O3 Os/(ʎ)170.8165.9153.8151.1148.8图1㊀A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)总态密度㊁分轨道态密度和能带结构Fig.1㊀Total densities,partial densities and band structures of A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)272㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷图1(c)展示的是Ca2MoOsO6的DOS㊂属于4d过渡金属离子的Mo的t2g上自旋带更宽,相较于3d过渡金属离子的Cr更加接近费米能级E F,为保持电中性,Os的t2g上自旋轨道被拉到较低的能量区域,DOS和能带结构的计算结果表明,Ca2MoOsO6也属于半导体㊂在A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)体系中,B-d(Os-d)和O-p轨道之间存在着明显的重叠㊂图1(d)~(f)展示的是A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的能带结构㊂图中,纵坐标零点处为费米能级(E F),横坐标为布里渊区高对称点㊂从图中可以看出,在上下自旋轨道耦合后,Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6㊁Ca2MoOsO6的带隙所对应的能量间隔分别为0.45㊁0.45和0.10eV,与DOS的结果相吻合㊂此外,本文还计算了A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)中B位离子㊁Os离子的自旋磁矩㊁轨道磁矩以及净磁矩(净磁矩等于总自旋磁矩与总轨道磁矩之和),如表3所示㊂观察自旋磁矩,Cr㊁Mo㊁Os的自旋磁矩数值略小于它们所对应的理论数值(3.0㊁2.0㊁3.0μB),这是过渡金属离子与氧离子间的轨道重叠作用引起的㊂Ca2MoOsO6中Mo㊁Os的自旋磁矩远小于Ca2CrOsO6中Cr和Os的自旋磁矩,这是由两种材料中的磁性离子自旋轨道不同的占据情况导致的㊂从轨道磁矩可以看出,Sr2CrOsO6和Ca2CrOsO6的轨道磁矩大小接近, Ca2MoOsO6的轨道磁矩远小于Sr2CrOsO6和Ca2CrOsO6,这表明在A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)体系中, Sr2CrOsO6和Ca2CrOsO6的自旋轨道耦合效应的强弱接近,Ca2MoOsO6的自旋轨道耦合效应最弱㊂表3㊀A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)中单个离子磁矩㊁净磁矩(μB)Table3㊀Individual and net magnetic moments(μB)of A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo) A2BOsO6M spin B/μB M spin Os/μB M spin Total/μB M orb B/μB M orb Os/μB M orb Total/μB M net Total/μB Sr2CrOsO6 2.35-1.490.14-0.040.140.090.23Ca2CrOsO6 2.52-1.550.29-0.040.130.090.38 Ca2MoOsO6 1.45-1.250.23-0.030.040.00(4)0.232.3㊀光学电导率和磁光克尔效应在0~8eV的能量范围内,计算了Sr2CrOsO6的光学电导率张量的对角元σ0=(σxx+σyy)/2和非对角元σxy㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6的光电导张量的对角元σ0=(σxx+σzz)/2和非对角元σxz,如图2所示㊂图中,σ10和σ20分别表示σ0的实部和虚部,σ1xy(xz)和σ2xy(xz)分别表示σxy(xz)的实部和虚部㊂图2㊀A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)光学电导率的对角元σ0和非对角元σxy(xz)的实部和虚部Fig.2㊀Real parts and imaginary parts of diagonal elementσ0and off-diagonal elementsσxy(xz)of optical conductivities ofA2BOsO6㊀(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)㊀第2期刘㊀派等:双钙钛矿氧化物A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)磁光克尔效应的第一性原理研究273㊀光学电导率张量的对角元实部和非对角元虚部构成了材料光学电导率张量的吸收部分,其与带间吸收过程直接相关,故可以通过光学电导率张量的对角元实部和非对角元虚部谱线分析带间跃迁的强弱㊂以Sr2CrOsO6为例,其对角元实部σ10谱线上存在一些特征峰,这些特征峰与Cr(Os)-dңCr(Os)-d和O-pңCr(Os)-d 的带间跃迁过程相对应,如处于1.8eV处的峰值来自于Cr-t2g态与Cr-e g态㊁Os-t2g态之间的跃迁,处于3.7eV 处的峰值来自于O-2p态与Cr-t2g态㊁Os-t2g态之间的跃迁㊂Ca2CrOsO6的σ10谱线规律与Sr2CrOsO6的σ10谱线相似㊂观察Ca2MoOsO6,在大于1eV的能量区域,Ca2MoOsO6的σ10谱线与Sr2CrOsO6和Ca2CrOsO6的σ10谱线遵循相同的规律,而在0~1eV的低能量范围内,Ca2MoOsO6的σ10谱线出现了明显的特征峰,即Ca2MoOsO6介电光谱的阈值更低,这是由Ca2MoOsO6自身极小的带隙导致的㊂光学电导率张量的非对角元起源于自旋轨道耦合效应,可直接反应自旋轨道耦合效应的强弱㊂观察三种材料的σ2xy(xz)谱线,在给定的能量范围内正负振荡明显,其数值的正负变化源自左旋椭圆偏振光和右旋椭圆偏振光的吸收差值[20]㊂光学电导率张量的对角元虚部和非对角元实部构成了材料光学电导率张量的散射部分,它们与其相应的实部和虚部满足Kramers-Kronig关系[26]㊂并且由于Kramers-Kronig关系的存在,当三种材料的σ1xy(xz)谱线穿过零线位置时,与之相对应能量位置的σ2xy(xz)谱线会产生一个特征峰,反之亦然㊂通过计算得出了0~8eV的能量范围内,A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的θK谱线和εK谱线,如图3所示㊂θK谱线和εK谱线间同样满足Kramers-Kronig关系,即当θK谱线穿过零线位置时,在相应的能量位置上εK谱线会生成一个特征峰,反之亦然㊂观察Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6的θK谱线可知:Sr2CrOsO6的谱线最大峰值为1.18ʎ,对应光子能量2.7eV;Ca2CrOsO6的谱线最大峰值为0.98ʎ,对应光子能量3.1eV;Ca2MoOsO6的谱线最大峰值为0.65ʎ,对应光子能量3.8eV㊂故三种材料中,Sr2CrOsO6的克尔旋角数值最大,磁光克尔效应最为显著㊂另外两种材料,虽然克尔旋角数值小于Sr2CrOsO6的,但也远大于0.2ʎ的可应用极限值㊂图3㊀A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的克尔旋角和克尔椭偏率图谱Fig.3㊀Kerr rotation and Kerr ellipticity spectra of A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)对于绝缘材料,无需考虑带内跃迁的贡献,因此磁光克尔效应的大小通常取决于带交换劈裂和自旋轨道耦合效应㊂而自旋轨道耦合效应的强弱可由光学电导率张量的非对角元谱线反映[5]㊂对比三种材料的θK 谱线和σ2xy(xz)谱线可发现,两种谱线的形状非常相似㊂当θK谱线出现特征峰时,σ2xy(xz)谱线对应能量附近均存在与之相对应的明显的峰值变化㊂结合公式(6)可知,与σ2xy(xz)共同表征带间跃迁强度的σ10谱线,和θK谱274㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷线间对应关系并不明显,这表明来自σ2xy(xz)的影响要强于σ10的影响[5]㊂故在给定的能量范围内,Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6磁光克尔效应的强弱虽然受到σ10的调控,但主要因素仍源自σ2xy(xz)㊂综上,对A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)体系中A位和B位元素取代对材料磁光克尔效应的影响进行分析㊂磁光克尔效应起源于材料对称性降低后介电张量时间反演对称性的破坏[10],因此通常情况下,材料的对称性越低越容易形成显著的磁光克尔效应㊂对比Sr2CrOsO6和Ca2CrOsO6两种材料,A位离子由Sr离子变更为半径更小的Ca离子后,晶体结构由R3结构退化为P21/n结构,对称性显著降低,但计算结果表明,Ca2CrOsO6的磁光克尔效应并没有得到增强,本文的计算结果和其他相关研究[2,27]给出的结论一致㊂其次,对Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6两种材料进行分析,B位离子由Ca离子变更为轨道更加离域化的Mo离子后,表3给出的轨道磁矩和图1展示的DOS表明,Ca2MoOsO6的自旋轨道耦合效应和带交换劈裂均弱于Ca2CrOsO6,因此Ca2MoOsO6的磁光克尔效应也应弱于Ca2CrOsO6,这与本文对克尔旋角的计算所得出的结论相符,表明在同等条件下,包含3d过渡金属离子的材料可能比包含4d过渡金属离子的材料更容易获得显著的磁光克尔效应㊂3㊀结㊀㊀论本文利用基于密度泛函理论的第一性原理对A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr,Mo)的电子结构㊁光学电导率及磁光克尔效应进行了理论计算㊂三种材料均为半导体,结合态密度可以看出,光学电导率光谱的吸收峰主要来自于B(Os)-dңB(Os)-d和O-pңB(Os)-d之间的电子跃迁㊂通过比较磁光克尔效应谱线与光学电导率光谱,三种材料的磁光克尔效应均由光学电导率非对角元虚部σ2xy(xz)主导,σ2xy(xz)正好能够反映带交换劈裂和自旋轨道耦合效应的影响㊂Sr2CrOsO6㊁Ca2CrOsO6和Ca2MoOsO6的最大克尔旋角分别为1.18ʎ㊁0.98ʎ和0.65ʎ,证实了同时包含3d(4d)和5d过渡金属离子的双钙钛矿氧化物晶体A2BOsO6(A=Sr,Ca;B=Cr, Mo)可以得到显著的磁光克尔效应㊂此外,还发现在该体系中,A位用Ca离子替代Sr离子后,材料对称性降低,但磁光克尔效应没有得到增强;B位用Mo离子替代Ca离子后,材料的带交换劈裂和自旋轨道耦合效应均减弱,磁光克尔效应也随之减弱,因此同等条件下,对材料掺杂3d过渡金属元素可能比掺杂4d过渡金属元素更容易获得显著的磁光克尔效应㊂参考文献[1]㊀KUMAR M,NAUTIYAL T,AULUCK S.Magneto-optical properties of transition metal compounds XPt3(X=V,Cr,Mn,Fe,Co)and X3Pt(X=Fe,Co)[J].Journal of Alloys and Compounds,2009,486(1/2):60-65.[2]㊀VIDYA R,RAVINDRAN P,KJEKSHUS A,et al.Huge magneto-optical effects in half-metallic double perovskites[J].Physical Review B,2004,70(18):184414.[3]㊀YOU C Y,SHIN S C.Derivation of simplified analytic formulae for magneto-optical Kerr effects[J].Applied Physics Letters,1996,69(9):1315-1317.[4]㊀LEE S J,LANGE R J,HONG S,et al.Theoretical and experimental determination of optical and magneto-optical properties of LuFe2singlecrystal[J].Thin Solid Films,1998,313/314:222-227.[5]㊀CAI J Q,TAO X M,CHEN W B,et al.Density-functional theory calculations on the magneto-optical Kerr effects in Co2TiSn and Co2ZrSn[J].Journal of Magnetism and Magnetic 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《几种双钙钛矿氧化物薄膜-超晶格的结构与性质研究》篇一几种双钙钛矿氧化物薄膜-超晶格的结构与性质研究一、引言随着科技的不断发展，双钙钛矿氧化物薄膜和超晶格因其独特的物理和化学性质，在电子器件、光电器件以及能源科学等领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在探讨几种双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的结构与性质，为相关研究提供理论依据和实验参考。

二、双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的结构特点双钙钛矿氧化物（Double Perovskite Oxides）具有ABO3型结构，其中A和B为不同种类的阳离子，O为氧原子。

这种结构在薄膜和超晶格形态下呈现出特殊的性质。

双钙钛矿氧化物薄膜具有优异的电导率、磁性以及光学性能，而超晶格则因其周期性结构在界面处产生特殊的电子效应。

三、几种双钙矿氧化物薄膜的结构与性质研究1. La2NiMnO6薄膜：La2NiMnO6薄膜是一种典型的双钙钛矿结构氧化物。

该薄膜具有良好的导电性和磁性，在电子器件中具有潜在应用价值。

研究该薄膜的晶体结构、电子结构和磁学性质，有助于了解其在实际应用中的性能表现。

2. Sr2FeMoO6薄膜：Sr2FeMoO6薄膜具有较高的光学透过率和光电导性能，在光电器件领域具有广泛应用。

研究该薄膜的能带结构、光吸收性能以及光电转换效率，有助于提高其在光电器件中的应用效果。

四、双钙钛矿超晶格的结构与性质研究双钙钛矿超晶格由两种或多种不同成分的双钙钛矿层交替堆叠而成，其周期性结构导致界面处产生特殊的电子效应。

通过研究双钙钛矿超晶格的界面结构、电子传输性能以及磁电耦合效应，有助于揭示其独特的物理性质和潜在应用价值。

五、实验方法与结果分析采用脉冲激光沉积、化学气相沉积等手段制备双钙钛矿氧化物薄膜和超晶格。

通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对样品进行表征，分析其晶体结构、形貌以及成分等信息。

同时，采用电学测试、磁学测试以及光学测试等方法，研究样品的电导率、磁性以及光学性能等。

六、结论本文研究了几种双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的结构与性质。

双钙钛矿反铁磁体Mn_(2)FeOsO_(6)的合成条件和磁性性质的理论预测李军;金尚健;赵爽;姚道新;李满荣【期刊名称】《高压物理学报》【年(卷),期】2024(38)1【摘要】提出了一种理论方法,用于预测复杂磁性双钙钛矿化合物的电子构型、多晶体形态、合成条件和物理性质。

该方法对于双钙钛矿化合物的预测准确且高效。

确定了一种反铁磁金属材料Mn_(2)FeOsO_(6),它具有极高的反铁磁Néel相变温度(TN)。

大量分析表明Mn_(2)FeOsO_(6)在费米能级附近具有很高的态密度和反铁磁构型,总磁矩为零。

本研究结果表明,Mn_(2)FeOsO_(6)的TN高达680 K,代表自旋电子学领域的一个潜在突破。

构建了Mn_(2)FeOsO_(6)的TN的复杂磁性模型,获得了相对可靠的磁激发谱,可与潜在的中子散射谱进行比较。

这一理论方法得到的合成条件符合许多已合成的双钙钛矿化合物的实验合成条件,且该方法具有预测其他复杂磁性构型的潜力。

研究成果有望在新型双钙钛矿材料的大数据预测中发挥关键作用。

【总页数】14页(P51-64)【作者】李军;金尚健;赵爽;姚道新;李满荣【作者单位】燕山大学理学院;中山大学物理学院;中山大学化学学院;海南大学理学院【正文语种】中文【中图分类】O521.2【相关文献】1.双钙钛矿Ba2 FeSbO6的水热合成及磁性质2.双钙钛矿SmYNiMnO6多铁材料的水热合成及性质研究3.钙钛矿锰氧化物La_(0.3)Ca_(0.7)Mn_(0.96)W_(0.04)O_3在电荷有序相中的磁性质4.双层钙钛矿锰氧化物La_(1.34)Sr_(1.66)Mn_(2-x)Cr_xO_7的磁性和输运性质5.溶胶凝胶法合成La_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Mn_(0.2)O_(3-δ)钙钛矿及其催化性质因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

双钙钛矿化学式
双钙钛矿化学式，又称为钙钛矿，是一种常见的氧化物。

它的化
学式为ABO3，其中A和B均指金属离子。

第一步，了解双钙钛矿的基本结构。

双钙钛矿的晶格结构是立方
晶系，由A和B两种金属离子构成的八面体共享氧原子而形成。

这种
结构稳定而坚固，具有广泛的应用价值。

第二步，探究双钙钛矿的物理性质。

双钙钛矿具有良好的光学和
电学性能，因此广泛用于电子产品、电池、太阳能电池等领域。

同时，在高温下，它还具有催化作用，可以促进反应的发生。

第三步，分析双钙钛矿的化学性质。

双钙钛矿的化学性质稳定，
常见的化学反应包括还原反应和氧化反应。

在还原反应中，双钙钛矿
可以被还原为金属氧化物；在氧化反应中，它可以被氧化为金属离子。

第四步，了解双钙钛矿的应用领域。

双钙钛矿广泛用于电子产品、电池、太阳能电池、传感器等领域。

例如，在太阳能电池领域，双钙
钛矿可以作为光电转换的电极材料，使得太阳能电池的效率得到显著
提高。

总的来说，双钙钛矿具有稳定的结构和化学性质，以及良好的电
学和光学性能，极具潜力和应用价值。

在未来，随着科学技术和工业
的发展，双钙钛矿的应用领域将会更加广泛和深入。

《几种双钙钛矿氧化物薄膜-超晶格的结构与性质研究》篇一几种双钙钛矿氧化物薄膜-超晶格的结构与性质研究一、引言双钙钛矿氧化物作为一种重要的功能材料，在电子、磁性、光学等领域具有广泛的应用前景。

近年来，随着薄膜制备技术和超晶格技术的不断发展，双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的制备和性质研究成为了材料科学领域的研究热点。

本文将重点研究几种双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的结构与性质，以期为相关领域的研究和应用提供理论依据。

二、双钙钛矿氧化物的基本概念与结构双钙钛矿氧化物是一种具有钙钛矿结构的复合氧化物，其结构中包含两种或多种不同阳离子。

这种结构使得双钙钛矿氧化物具有独特的电子、磁性和光学性质。

根据组成元素的不同，双钙钛矿氧化物可以表现出丰富的物理性质和化学性质。

三、双钙钛矿氧化物薄膜的制备与结构研究3.1 制备方法双钙钛矿氧化物薄膜的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法等。

本文将主要采用溶胶-凝胶法，通过控制溶液浓度、温度、pH值等参数，制备出高质量的双钙钛矿氧化物薄膜。

3.2 结构研究通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段，对双钙钛矿氧化物薄膜的晶体结构、表面形貌等进行研究。

结果表明，制备的双钙钛矿氧化物薄膜具有较高的结晶度和良好的表面形貌。

四、双钙钛矿氧化物超晶格的制备与性质研究4.1 制备方法双钙钛矿氧化物超晶格的制备主要采用分子束外延技术，通过控制生长温度、生长速率等参数，制备出周期性排列的双钙钛矿氧化物超晶格。

4.2 性质研究通过对双钙钛矿氧化物超晶格的电学、磁学、光学等性质进行研究，发现其具有优异的电导率、磁性以及光学性能。

这些性质使得双钙钛矿氧化物超晶格在电子器件、磁性材料、光电器件等领域具有潜在的应用价值。

五、几种双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的结构与性质比较通过对不同组成的双钙钛矿氧化物薄膜/超晶格的结构与性质进行比较，发现其晶体结构、表面形貌、电学、磁学和光学性质等方面存在差异。

双钙钛矿氧化物体系的结构和磁性的开题报告
本开题报告将介绍双钙钛矿氧化物体系的结构和磁性的相关研究。

双钙钛矿氧化物是
一类重要的功能材料，具有多种应用价值，例如在能源、储能、催化和传感等领域具
有广泛的应用。

第一部分将介绍双钙钛矿氧化物体系的结构。

双钙钛矿氧化物通常由两种金属离子和
氧离子组成，具有ABO3的晶体结构。

其中，A和B代表金属离子，O代表氧离子。

双钙钛矿氧化物的晶体结构是一种立方晶系的空间群，其中金属离子位于晶格点上，氧
离子位于晶格之间。

这种结构具有较高的稳定性和化学惰性，同时也使其能够表现出
多种有趣的物理性质。

第二部分将介绍双钙钛矿氧化物体系的磁性。

由于双钙钛矿氧化物的结构比较特殊，
因此它们通常具有复杂的磁性。

磁性是指物质在外磁场作用下表现出的一种物理特性。

双钙钛矿氧化物的磁性主要由金属离子和其自旋相互作用产生。

当金属离子之间的相
互作用强烈时，双钙钛矿氧化物将表现出反铁磁性，即自旋方向相反。

而当金属离子
之间的相互作用比较弱时，双钙钛矿氧化物将表现出顺磁性，即自旋方向相同。

除此
之外，双钙钛矿氧化物还具有其他一些有趣的磁性现象，例如巨磁阻效应和铁电磁性等。

综上所述，双钙钛矿氧化物体系的结构和磁性是当前研究的热点之一，通过深入研究
双钙钛矿氧化物的结构和磁性，将有助于深入理解其物理性质，并有望推动其在微电子、储能等领域的应用。