多铁性材料电子结构的第一性原理研究
作 者： 明星 著
出版时间： 2019
内容简介
多铁性材料是同时具有铁电性、铁磁性和铁弹性中的两种或者三种性质的材料，具有广泛的科技应用前景和丰富的物理内涵，是当前凝聚态与材料物理领域的研究热点。本书介绍了多铁性材料的基础知识，借助一性原理理论计算研究多铁性材料的电子结构，探索在高压极端条件下多种凝聚态物性的特征与转变规律，重点研究静水压和单轴压力作用下的晶体结构、电子结构、输运性质、磁有序与铁电有序以及磁电耦合的变化规律与内在物理机制，并且对多铁性材料进行了初步设计，为更深入地开展多铁性材料的实验研究提供理论指导和知识储备。本书可以作为材料及物理专业硕士、博士研究生选读教材，也可为相关专业的技术人员提供参考。
目录
1 绪论
1．1 多铁性材料简介
1．2 多铁性材料的发展简史
1．3 多铁性材料的分类
1．3．1 第Ⅰ类多铁性材料
1．3．2 第Ⅱ类多铁性材料
1．4 多铁性的微观机制
1．5 磁性的起源与规律
1．5．1 磁性的宏观特征
1．5．2 磁性的微观起源
1．6 多铁性的研究内容与面临的挑战
参考文献
2 第一性原理计算及其在多铁性材料研究中的应用
2．1 第一性原理计算概述
2．1．1 基本概念
2．1．2 基本思路
2．1．3 基本近似
2．2 密度泛函理论基础
2．2．1 Hohenberg—Kohn定理
2．2．2 Kohn—Sham方程
2．2．3 交换关联能泛函
2．2．4 自旋密度泛函理论
2．3 第一性原理计算在多铁性材料研究中的应用
2．3．1 单相多铁性材料的第一性原理研究
2．3．2 第一性原理理论预测新型多铁性材料
2．3．3 理论设计人工多铁性材料
2．4 第一性原理计算软件CASTEP简介
参考文献
3 高压下多铁性材料BiCoO3的物性研究
3．1 研究背景简介
3．2 理论建模和基本参数的选择
3．3 BiCoO3的Co3+离子自旋态及基态电子结构
3．3．1 Co3+离子自旋态
3．3．2 基态电子结构
3．4 压力诱导的物性变化
3．4．1 静水压力诱导的结构、电子和磁性相变
3．4．2 单轴压力诱导的结构、电子和磁性相变
3．5 本章小结
参考文献
4 多铁性材料PbVO3的电子结构与高压相变研究
4．1 研究背景
4．2 计算细节与模型建立
4．3 四方相PbVO3的基态电子结构与铁电性
4．3．1 基态的晶体结构特征
4．3．2 磁基态的电子结构特征
4．3．3 四方相的铁电性起源
4．4 四方相PbVO3的结构稳定性
4．4．1 静水压力诱导的晶体结构相变与电子结构变化
4．4．2 单轴压力诱导的晶体结构相变与电子结构变化
4．5 本章小结
参考文献
5 多铁性材料的第一性原理设计——以BiCo1-xFexO3为例
5．1 BiCo1-xCoxO3体系的研究现状
5．1．1 BiFeO3的化学取代
5．1．2 BiFeO3一BiCoO3固溶体
5．2 BiCo1-xCoxO3体系面临的挑战
5．3 BiCo1-xFexO3多铁性材料的第一性原理设计
5．4 本章小结
参考文献
