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运用第一性原理的方法研究了锐钛矿相TiO2中O空位（VO）和Ti空位（VTi）的电子结构和磁学性质.计算结果表明，单独的VO并不会诱发局域磁矩，VTi可以产生大小为4 B（1 B=9.27410-21 emu，CGS）的局域磁矩，主要分布在其周围的O原子上.这两种缺陷产生局域磁矩的原因在文中做了详细的介绍.此外，由两个VTi诱发的局域磁矩之间的磁耦合相互作用为铁磁耦合，其交换耦合系数J0为88.7 meV，意味着VTi间的铁磁耦合可以持续到室温.虽然VO并不会产生局域磁矩，但是引入VO可以进一步提升两个VTi之间的耦合强度，这可以对非掺杂锐钛矿结构的TiO2体系中铁磁性的来源作出解释：VTi产生了局域磁矩，而VO增强了VTi间长程的铁磁耦合相互作用.此外，还提出了局域磁矩之间耦合的第二类直接交换作用模型.
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