【摘 要】
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在具有二维三角格子特征的化合物ATX2(A=Li,Na,T=过渡金属;X=O,S,Se)中,过渡金属构成平面三角结构。而在一个三角形中,三个边不能同时满足反铁磁关系,因此反铁磁三角格子具有
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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在具有二维三角格子特征的化合物ATX2(A=Li,Na,T=过渡金属;X=O,S,Se)中,过渡金属构成平面三角结构。而在一个三角形中,三个边不能同时满足反铁磁关系,因此反铁磁三角格子具有磁阻挫特征。正是由于这种特殊的几何结构,这类材料表现出丰富的磁性和轨道物理特性。本论文采用理论方法研究了LiVX2(X=O,S,Se)的电子结构、磁性以及轨道性质。其主要内容如下:
(1)采用密度泛函理论的方法对LiVX2(X=O,S,Se)的磁性和轨道性质进行研究,结果表明在LiVS2低温相中,V在二维三角格子中存在轮换占据的轨道序,这种轨道序消除了体系的磁阻挫,并促使体系形成稳定的自旋单态的三聚体。这与实验上发现的价键固体态一致。
(2)对三聚体体系哈密顿量进行精确对角化,发现单格点上的洪特耦合JH与格点间的反铁磁交换JA存在竞争关系,最终JA压制JH导致自旋单态的三聚体的形成。
(3)通过对比研究LiVO2,LiVS2,LiVSe2在低温相的不同表现,得出三聚态的形成受两方面因素的阻碍:一是较大的V-V键长,二是较强的d-p杂化。
(4)LiVX2(X=O,S,Se)体系高温结构相的a1g和e,g的能量高低由三方面因素决定:一是晶体场的Jahn-Teller三角畸变;二是Li+离子位置;三是电子之间的关联作用。而电子之间的关联作用是关系到这两个能级高低的决定性因素。另外我们发现V-V的直接相互作用很大程度上会影响带宽。而d-p杂化会影响电子关联强度,其电子关联强度从LiVO2到LiVSe2依次减小。
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