反钙钛矿Mn3Cu1-xGexN体系负热膨胀微观机理的理论计算研究

项目名称： 反钙钛矿Mn3Cu1-xGexN体系负热膨胀微观机理的理论计算研究

项目编号： No.10974184

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 潘必才

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 34万元

中文摘要： 未掺杂的Mn3CuN体系具有负热膨胀性能，但响应温度范围太窄。实验显示一旦用适量的锗来替位部分铜，则体系的负热膨胀性能获得惊人的提高。为了研究其微观机理，本项目通过理论计算研究当锗的含量为不同值时Mn3Cu1-xGexN的不同磁结构稳定性和相应的体积，探讨锗的含量与体系的磁有序结构的关系，揭示锗掺杂量与体系体积的关联。同时将计算的结果与Mn3CuN的电子结构和磁性质对比，详细讨论Mn3Cu1-xGexN中的锗如何影响各离子间的相互作用。进一步地计算体系中Mn、Cu、Ge或N空位缺陷的形成能，分析相应的微结构，研究这些缺陷体系的电子结构、自旋态、平衡体积和弹性性质。 从微观的电子结构角度弄清Mn3Cu1-xGexN中锗和本征空位缺陷对离子间相互作用产生的影响，不仅能揭示掺入的锗和本征空位缺陷对体系的磁有序、平衡体积和弹性性质产生影响的微观机理，而且对探索性能更优的负热膨胀材料具有重要的意义。

中文关键词： 负热膨胀；MnN化合物；磁相互作用；第一性原理计算；

英文摘要：

英文关键词： negative thermal expansion；MnN compound；magnetic interaction；first-principles calculations；