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第一章 绪论 1

1.1 物质的磁性 1

1.1.1 磁现象及磁学理论的发展 1

1.1.2 原子磁矩 2

1.1.3 物质磁性的分类 4

1.2 固体电子结构 12

1.2.1 原子的电子结构 12

1.2.2 固体能带理论 14

1.2.3 电子关联效应 18

1.2.4 杂化轨道理论 20

1.3 自旋轨道耦合 22

1.3.1 自旋轨道耦合作用 22

1.3.2 磁光效应 24

1.3.3 磁晶各向异性 25

1.3.4 自旋霍尔效应 27

参考文献 28

第二章 过渡金属团簇的研究背景 30

2.1 金属团簇的理论模型及性质 30

2.1.1 简单金属团簇 30

2.1.2 过渡金属团簇 30

2.2 过渡金属团簇的研究进展 31

2.3 过渡金属团簇的自旋轨道耦合效应 33

参考文献 33

第三章 过渡金属氧化物的研究背景 36

3.1 过渡金属氧化物的晶体结构 36

3.2 过渡金属氧化物的理论基础 38

3.2.1 晶场作用 38

3.2.2 交换作用 40

3.3 氧化物体系中的轨道物理学 44

3.3.1 d轨道在不同晶场中的劈裂 44

3.3.2 影响轨道自由度的其他因素 46

3.3.3 轨道自由度中介的氧化物相变研究 50

3.4 过渡金属元素Ir和Ru氧化物的研究背景 51

3.4.1 Ir氧化物的研究背景 51

3.4.2 Ru氧化物的研究背景 53

参考文献 54

第四章 理论基础 57

4.1 绝热近似 57

4.2 密度泛函理论 58

4.2.1 哈特利-福克近似 58

4.2.2 Kohn-Sham方程 60

4.2.3 交换关联泛函的简化 61

4.3 布洛赫定理 62

4.4 平面波方法和赝势 63

4.4.1 平面波方法 63

4.4.2 赝势方法 64

4.5 投影缀加波法 66

4.6 计算方法 67

4.6.1 超原胞模型 67

4.6.2 总能计算流程 68

4.6.3 Hellmann-Feynman理论 68

参考文献 70

第五章 自旋轨道耦合效应对M@Au12和M@Ag12电子结构的影响 72

5.1 概述 72

5.2 计算方法和模型 79

5.3 自旋轨道耦合效应对M@Au12电子结构的影响 80

5.3.1 前线轨道的色散及Ih双群 80

5.3.2 HOMO-LUMO能隙 84

5.3.3 自旋和轨道磁矩 85

5.3.4 束缚能 87

5.4 自旋轨道耦合效应对M@Ag12电子结构的影响 88

5.4.1 自旋轨道劈裂和HOMO-LUMO能隙 89

5.4.2 自旋和轨道磁矩 93

参考文献 96

第六章 M@Pb12体系中的自旋轨道耦合效应 99

6.1 概述 99

6.2 计算方法和模型 100

6.3 M@Pb12中的自旋轨道耦合效应 101

6.3.1 几何结构和对称性 101

6.3.2 自旋和轨道磁矩 103

参考文献 106

第七章 二元TinMn13-n合金团簇的结构、电学及磁学性质 108

7.1 概述 108

7.2 计算方法和模型 109

7.3 二元TinMn13-n合金团簇电子结构及磁性 109

7.3.1 几何结构 109

7.3.2 磁有序及宏观磁性 111

7.3.3 稳定性及电子性质 116

参考文献 117

第八章 BaIrO3体系中的奇异自旋轨道莫特态 120

8.1 概述 120

8.2 计算方法和模型 126

8.3 BaIrO3中的奇异自旋轨道莫特行为 126

8.3.1 LDA近似下BaIrO3的电子结构 126

8.3.2 BaIrO3中的自旋轨道莫特态 127

8.3.3 BaIrO3中的磁行为 132

参考文献 133

第九章 双钙钛矿Ba2MnWO6中的多重相变 136

9.1 概述 136

9.2 计算模型和方法 138

9.3 应力下Ba2MnWO6的多重相变 139

参考文献 144

第十章 钙钛矿氧化物BaRu1-xFexO3体系的电子结构及半金属行为 146

10.1 概述 146

10.2 计算方法和模型 148

10.3 BaRu1-xFexO3的电子结构及半金属性 149

10.3.1 BaFeO3和BaRuO3电子结构的比较 149

10.3.2 BaRu1-xFexO3的半金属性及轨道有序 150

10.4 BaRu1-xFexO3与BaRu1-xTixO3电子结构的对比研究 153

参考文献 155

第十一章 9R-BaRuO3的电子结构 158

11.1 概述 158

11.2 计算方法和模型 162

11.3 BaRuO3体系的电子结构研究 163

11.3.1 BaRuO3的磁性和交换常数 163

11.3.2 BaRuO3的态密度分析 165

参考文献 166