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Ag(Ⅱ)基化合物因其与铜氧化物高温超导体有许多相似之处引起人们的广泛关注。本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了α-和β-K2AgF4、KAgF3以及AgSO4的电子结构,重点讨论了这几种化合物的磁性。主要内容如下:
采用N阶Muffin-tin轨道(NMTO)及二阶微扰方法对层状钙钛矿型α-K2AgF4的铁磁性进行了研究。其层间磁耦合很弱,层内Ag离子第一近邻间是较强的铁磁耦合,第二、第三近邻间是较弱的反铁磁耦合。铁磁耦合源于第一近邻Ag离子间eg轨道不同能级之间的电子跃迁。β-K2AgF4含有共边的AgF6八面体链,其铁磁序是90°Ag-F-Ag超交换作用导致的。F离子轨道上电子问的Hund耦合是体系呈现弱铁磁性的主要原因。
研究了KAgF3中三维磁性Ag离子子晶格中的磁各向异性。结果表明:沿着z方向近邻Ag离子间的反铁磁交换常数J远大于xy平面内近邻Ag离子间的铁磁交换常数J⊥(|J⊥/J|=0.04)。KAgF3中的准一维磁性与体系中的C-型轨道序有关,这种C-型轨道序是由于Jahn-Teller畸变和电子间关联作用共同导致的。
AgSO4中平面长方形的AgO4单元通过SO4基团连接形成三维网状结构。沿着体对角线方向的Ag-OO-Ag链内Ag离子间的反铁磁交换作用强于其他方向,这种强的磁各向异性与平面长方形AgO4结构有关。在平面长方形晶场作用下,Ag离子4d x2-y2轨道能量较高,x2-y2轨道通过SO4基团上的O-O边的O2p轨道发生超交换作用,稳定了链内的反铁磁序。