阳离子空位和吸附氧的协同作用对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(100)表面磁性影响的第一性原理研究（英文）

本文采用第一性原理计算系统地研究了阳离子空位和吸附氧的协同作用对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(100)表面磁性的影响.结果表明,完美的Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(100)表面是无磁性的,而阳离子空位可以对其引入磁性.通过Na、Bi和Ti空位形成能的对比,发现最可能稳定存在的阳离子缺陷态为Na空位.由此,主要对氧气吸附的表层含Na空位缺陷钙钛矿Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(100)面的几何和电子结构进行了研究.在所研究的五种吸附构型中,发现氧气更容易吸附在Na空位的上方.氧气的吸附可以增强缺陷态Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(100)的磁性,自旋极化主要由O的2p轨道电子贡献.交换耦合作用的计算结果表明,体系中铁磁相互作用比反铁磁相互作用更加稳定.本文因为同时考虑了阳离子空位和吸附氧两种外界因素,所以与之前的计算结果相比,能够更加合理地解释Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3纳米晶颗粒的室温磁性来源.研究表明吸附氧气和引入阳离子空位都是改善多铁材料的有效途径.