- 上一篇：LabVIEW针剂及口服药液装量的光电检测方法研究
- 下一篇：280nm光激发肝癌小鼠的血清荧光光谱分析研究
本论文在阐述了与钙钛矿相关的半金属性、铁磁性、双交换作用、泛函密度分析等理论以及模拟软件VASP后，通过VASP软件计算，对在应变作用下Sr2FeMoO6的电学特性和磁学特性进行了计算研究。
1.2半金属性
1.2.1半金属概念
近年来，自旋电子学作为一门具有极大应用和商业潜能的新兴学科受到人们的普遍关注 [4] 。自旋电子学利用电荷和自旋两种信息载体，结合当代微电子技术，将对新一代电子材料和电子产品产生重大影响。早在80年代，荷兰Nijmegen 大学的de Groot[5]等人对三元合金NiMnSb 和PtMnSb 等化合物进行计算时，发现了一种新型的能带结构，并称这类化合物为半金属(half-metallic) 磁性体，这类材料是一种新型的功能材料。其新颖点在于具有两个不同的自旋子能带。一种自旋取向的电子(设定为自旋向上的电子) 的能带结构呈现金属性，即Fermi 面处于导带中，具有金属的行为；而另一自旋取向的电子(设定为自旋向下的电子) 呈现绝缘体性质或半导体性质，所以半金属材料是以两种自旋电子的行为不同(即金属性和非金属性) 为特征的新型功能材料。
1.2.2半金属性材料的主要用途论文网
金属性的材料具有强烈的自旋劈裂特性，从而使它们的导电性能可以受到磁场的很大影响，故具备了产生磁电阻效应的条件。同时这类材料磁电阻产生的机理同样品内部自旋极化了的电子在晶粒之间进行隧穿时所具备的特性也紧密相关。基于以上特点，为进一步找到具有更高室温磁电阻效应的材料，用3d位电子对其性质起主导作用的过渡族金属元素的不同组合作为B位的候选对象来构成这种双钙钛矿材料，并辅以适当的理论手段：比如能带计算来加以选择，将是一种较为迅捷的方法。这是由于，3d电子、p-d电子间(p电子由氧原子提供)的互作用会使这类氧化物更易具有自旋分裂的特性。
目前半导体自旋电子学技术上存在的一个关键性问题就是如何高效率地将极化电子注入半导体材料中。理论上现已证明，从电阻率较小的铁磁材料向电阻率较大的半导体材料注入自旋极化电子的效率小于2 %[6,7]。电阻率的失配和铁磁金属不高的自旋电子极化率是导致自旋电子注入低效率[8]的直接原因。如果以半金属作为自旋电子注入材料，由于传导电子极化率为100 % ，就有利于解决注入电阻不匹配问题[9 ]。毫无疑义，半金属材料成为了理想的半导体自旋电子注入源。此外，半金属材料研究的深入与突破将推动自旋电子学应用的巨大发展。半金属材料在自旋阀、隧道结等磁电子器件中的应用将使巨磁电阻器件在质量和性能上迈上一新台阶。
1.2.3半金属材料的基本特性及其分类
半金属是一种具有特殊电子结构的固体材料，费米面附近传导电子的自旋方向都相同，极化率为100 %。通常的铁磁材料并不是半金属，如铁(3d64s2) ，钴(3d74s2) ，镍(3d84s2) 。虽然它们的3d能带电子是极化的，3d 巡游电子对传导电流有一定的贡献，但传导电子主要为4s 电子，4s 电子的自旋极化与3d 不同， 一般铁磁金属传导电子极化率约为30 %～50 % [10 ]。为了使费米面附近的传导电子具有100 %的自旋极化率，应重新调整组合铁磁过渡元素的3d和4s 能带，使费米面避开4s 带或使自旋反方向的电子处于局域态。如使4s 电子能带向上移动或使费米面向下移动，使Fermi 面避开4s 带。一般是利用电子杂化的方法, 使其组成合金或化合物等。半金属材料一般都为两种或两种以上元素的合金或化合物。文献综述
半金属材料有多种分类方法。根据材料结构的不同, 半金属可分为尖晶石结构型半金属材料，如：Fe3O4，CuV2S4 等；钙钛矿结构型半金属材料，如：La2/ 3Sr1/ 3MnO3 ，La0.7Sr0.3MnO3 等；金红石结构型半金属材料，如：CrO2 ，CoS2 等；Half- Heusler和Heusler 结构半金属材料，如：NiMnSb，PtMnSb和Mn2VAl 等。根据材料磁性的不同可分为铁磁性半金属，如：CrO2 ；亚铁磁性半金属，如：Fe3O4 等；反铁磁性半金属，如：V7MnFe8Sb7 In 和LaVMnO6等。根据半金属性的来源又可分为共价键带隙半金属，如：NiMnSb ，GaAs和CrO2 电荷传输能带带隙半金属，如：庞磁阻材料[11 ]和双钙钛矿结构材料；d- d 相互作用能带带隙半金属，如：Fe3O4、Fe xCo1- x S2 [12 ].和Mn2VAl [13 ,14 ] 。自旋能带带隙是半金属的本质要素，根据半金属性的本质来源划分半金属的种类更为重要和科学。