《密度泛函理论论文：CaO掺杂3d过渡金属的第一性原理研究》-毕业论文.doc

w 密度泛函理论论文：CaO掺杂3d过渡金属的第一性原理研究 【中文摘要】巨磁电阻的实际应用革新了硬盘读取数据的技术，使硬盘的存诸容量从几百、几千兆飞速提升至几百G乃至上千G。但信息技术的进一步发展，对计算机的存储能力及运算速度有了更高的要求，而用传统铁磁材料制备的巨磁电阻，由于其材料本身的自旋极化率较低，其性能无法从根本上得到进一步提升。这导致巨磁电阻的进一步发展遇到了材料上的难题。为寻找具有高自旋极化率的磁性材料，研究人员进行了大量的理论和实验研究。目前一类称为半金属铁磁体的新型材料被人们普遍关注。这种材料由于具有特殊的能带结构，使其理论上可以达到100%的自旋极化率。论文首先介绍自旋电子学的基本概念，对学科发展中重要的物理理论进行了较详细的描述，并从带隙和磁矩两方面回顾了半金属材料的特征。从半金属带隙来源上对当前已经发现的半金属材料进行了分类，列出了研究人员已经找出的一些半金属材料。其次，较详细地介绍了进行课题研究的理论基础-密度泛函理论，详述了该理论的发展历程及存在的不足；详细介绍了基于密度泛函理论的第一性原理开发的计算软件WIEN2k，包括软件涉及的物理原理和计算功能，并简单说明了软件在实际使用中存在的不足。最后，论文详细描述了使用WIEN2k软件包对CaO掺杂3d过渡金属元素进行理论计算的全过程；使用软件的计算结果并结合绘图工具，画出了掺杂化合物的能带结构图和态密度图，分析能带结构和态密度图的特征，并结合计算得出的化合物总磁矩，从半金属材料具有的特殊电子结构和整数磁矩两方面的特征，判断出所有掺杂化合物中具有半金属性的材料，理论的计算结果可以为实验和实际应用的材料选择提供参考。 【英文摘要】The practical application of magnetic resistance innovation technology of the harddisk data read, make hard disk storage capacity obtained the enhancement of the leap,from a few hundred to a few gigabit leap and upgraded to a few hundred G or eventhousands of G. But along with the further development of information technology, peoplehave higher requirements to computer storage capacity and computing speed，preparedusing conventional ferromagnetic materials giant magnetoresistance, because its materialitself spin polarization rate is low, its performance cannot fundamentally promoted further.This led to in the theoretical research and practical application have a huge success of thegiant magnetic resistance, and existed the problem of materials in the further development.For looking for high spin polarization rate of magnetic materials, the researchers had a lotof theoretical and experimental research. At present a class called half-metallicferromagnetism new materials is widely attention. The special band structure with thematerial, make the spin polarization rate reach 100% in the theoryFirstly ,the paper introduces spintronics origin, development, detail description thedevelopment of the important physical theory, and review the characteristics of thematerial from t