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基于VASP研究Co掺杂BiFeO3后的材料性能
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多铁性材料由于同时具有铁电性和铁磁性,且铁电性与铁磁性之间存在磁电耦合效应,从而可能实现铁电性和磁性的相互调控,因此多铁性材料可能成为一种新型功能材料,有着广阔的应用前景.有研究表明，对BiFeO3材料进行掺杂量不太大的B位的Co杂质掺杂替代,对BiFeO3材料的晶格结构影响不会太大,钙钛矿结构会保持稳定,材料的铁电性会得以保留;另一方面,Fe离子与Co离子的磁矩大小不同,可能会导致原有反铁磁序的改变,从而改善BiFeO3的磁性质. 图一 BiFeO3的结构 工作室基于第一性原理计算,研究了Co25%掺杂的BiFeO3的晶体结构、电子结构以及磁结构,研究了Co掺杂对其铁电性、铁磁性及绝缘性的影响.采用密度泛函理论(DFT)结合投影缀加波PAW(projector augumented wave)方法的VASP(Viennaab-initio simulation package)软件包,对BiFeO3以及BiFe0.75Co0.25O3进行第一性原理研究,电子和电子之间的交换关联势采用广义梯度近似GGA(gradientgeneralized approximation)下的PBE(Perdew BurkeErnzerhof)泛函进行处理,计算选取的PAW方法和PBE泛函考虑了过渡元素3d电子的关联作用,处理含过渡元素问题可以得到较合理的结果。计算得到了它的晶格结构、原子磁矩、能带结构与分波态密度.分别如图二、三、四所示。    因此，在块状BiFeO3材料中进行25%的Co掺杂,不会破坏晶格的钙钛矿结构.由于Co杂质的掺入引起了G型反铁磁序改变,形成了亚铁磁的磁结构,导致材料具有较强的铁磁性.实验上得到的Co掺杂BiFeO3薄膜材料的磁学性质、铁电性质与本文结果较好地对应:Co掺杂后BeFeO3材料的铁电性基本不变,铁磁性有了较大的提高。 最后，如果你有分子动力学模拟方面相关需求，可以通过微信公众号联系我们。 微信公众号：320科技工作室 |
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