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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.
[1] Venkatesan M, Fitzgerald C B, Coey J M D 2004Nature 430 630
[2] Hong N H, Sakai J, Poirot N, Brize V 2006Phys.Rev.B 73 132404
[3] Sundaresan A, Bhargavi R, Rangarajan N, Siddesh U, Rao C N R 2006Phys.Rev.B 74 161306
[4] Xu Q, Schmidt H, Zhou S, Potzger K, Helm M, Hochmuth H, Lorenz M, Setzer A, Esquinazi P, Meinecke C, Grundmann M 2008Appl.Phys.Lett. 92 082508
[5] Hong N H, Poirot N, Sakai J 2008Phys.Rev.B 77 033205
[6] Kim D, Hong J, Park Y P, Kim K J 2009Phys.:Condens.Matter 21 195405
[7] Singhal R K, Kumar S, Kumari P, Xing Y T, Saitovitch E 2011Appl.Phys.Lett. 98 092510
[8] Santara B, Giri P K, Imakita K, Fujii M 2013Nanoscale 5 5476
[9] Eltimov I S, Yunoki S, Sawatzky A 2002Phys.Rev.Lett. 89 216403
[10] Pemmaraju C D, Sanvito S 2005Phys.Rev.Lett. 94 217205
[11] Rahman G, Garcia V M, Hong S C 2008Phys.Rev.B 78 184404
[12] Peng H W, Li J B, Li S S, Xia J B 2009Phys.Rev.B 79 092411
[13] Wang Q, Sun Q, Chen G, Kawazoe Y, Jena P 2008Phys.Rev.B 77 205411
[14] Lin X L, Yan S S, Zhao M W, Hu S J, Han C, Chen Y X, Liu G L, Dai Y Y, Mei L M 2011Phys.Lett.A 375 638
[15] Lin X L, Chen Z P, Gao H, Pan F C, Wang X M, Chen H M 2016J.Supercond.Nov.Magn. 29 1533
[16] Zhou S, Cizmar E, Potzger K, Krause G, Talut G, Helm M, Fassbender J, Zvyagin S A, Wosnitza J, Schmidt H 2009Phys.Rev.B 79 113201
[17] Yang K, Dai Y, Huang B, Feng Y P 2010Phys.Rev.B 81 033202
[18] Han G B, Hu S J, Yan S S, Mei L M 2009Phys.Status Solidi-Rapid Res.Lett. 3 148
[19] Lin C W, Shin D H, Demkov A 2015J.Appl.Phys. 117 225703
[20] Zuo X, Yoon S D, Yang A, Vittoria C, Harris G 2008J.Appl.Phys. 103 07B911
[21] Shao B, He Y F, Feng M, Lu Y, Zuo X 2014J.Appl.Phys. 115 17A915
[22] Wang H X, Zong Z C, Yan Y 2014J.Appl.Phys. 115 233909
[23] Perdew J P, Wang Y 1992Phys.Rev.B 45 13244
[24] Dudarev S L, Botton G A, Savrasov S Y, Humphreys C J, Sutton A P 1998Phys.Rev.B 57 1505
[25] Pack J D, Monkhorst H J 1977Phys.Rev.B 16 1748
[26] Monkhorst H J, Pack J D 1976Phys.Rev.B 13 5188
[27] Zhou S, Xu Q, Potzger K, Talut G, Grtzsche R, Fassbender J, Vinnichenko M, Grenzer J, Helm M, Hochmuth H, Lorenz M, Grundmann M, Schmidt H 2008Appl.Phys.Lett. 93 232507
[28] Burdett J K, Hughbanks T, Miller G J, Richardson J W, Smith J V 1987J.Am.Chem.Soc. 109 3639
[29] Wang F G, Pang Z Y, Lin L, Fang S J, Dai Y, Han S H 2009Phys.Rev.B 80 144424
[30] Pan F C, Lin X L, Chen H M 2015Acta Phys.Sin. 64 176101(in Chinese)[潘凤春, 林雪玲, 陈焕铭2015物理学报64 176101]
[31] Dev P, Xue Y, Zhang P 2008Phys.Rev.Lett. 100 117204
-
[1] Venkatesan M, Fitzgerald C B, Coey J M D 2004Nature 430 630
[2] Hong N H, Sakai J, Poirot N, Brize V 2006Phys.Rev.B 73 132404
[3] Sundaresan A, Bhargavi R, Rangarajan N, Siddesh U, Rao C N R 2006Phys.Rev.B 74 161306
[4] Xu Q, Schmidt H, Zhou S, Potzger K, Helm M, Hochmuth H, Lorenz M, Setzer A, Esquinazi P, Meinecke C, Grundmann M 2008Appl.Phys.Lett. 92 082508
[5] Hong N H, Poirot N, Sakai J 2008Phys.Rev.B 77 033205
[6] Kim D, Hong J, Park Y P, Kim K J 2009Phys.:Condens.Matter 21 195405
[7] Singhal R K, Kumar S, Kumari P, Xing Y T, Saitovitch E 2011Appl.Phys.Lett. 98 092510
[8] Santara B, Giri P K, Imakita K, Fujii M 2013Nanoscale 5 5476
[9] Eltimov I S, Yunoki S, Sawatzky A 2002Phys.Rev.Lett. 89 216403
[10] Pemmaraju C D, Sanvito S 2005Phys.Rev.Lett. 94 217205
[11] Rahman G, Garcia V M, Hong S C 2008Phys.Rev.B 78 184404
[12] Peng H W, Li J B, Li S S, Xia J B 2009Phys.Rev.B 79 092411
[13] Wang Q, Sun Q, Chen G, Kawazoe Y, Jena P 2008Phys.Rev.B 77 205411
[14] Lin X L, Yan S S, Zhao M W, Hu S J, Han C, Chen Y X, Liu G L, Dai Y Y, Mei L M 2011Phys.Lett.A 375 638
[15] Lin X L, Chen Z P, Gao H, Pan F C, Wang X M, Chen H M 2016J.Supercond.Nov.Magn. 29 1533
[16] Zhou S, Cizmar E, Potzger K, Krause G, Talut G, Helm M, Fassbender J, Zvyagin S A, Wosnitza J, Schmidt H 2009Phys.Rev.B 79 113201
[17] Yang K, Dai Y, Huang B, Feng Y P 2010Phys.Rev.B 81 033202
[18] Han G B, Hu S J, Yan S S, Mei L M 2009Phys.Status Solidi-Rapid Res.Lett. 3 148
[19] Lin C W, Shin D H, Demkov A 2015J.Appl.Phys. 117 225703
[20] Zuo X, Yoon S D, Yang A, Vittoria C, Harris G 2008J.Appl.Phys. 103 07B911
[21] Shao B, He Y F, Feng M, Lu Y, Zuo X 2014J.Appl.Phys. 115 17A915
[22] Wang H X, Zong Z C, Yan Y 2014J.Appl.Phys. 115 233909
[23] Perdew J P, Wang Y 1992Phys.Rev.B 45 13244
[24] Dudarev S L, Botton G A, Savrasov S Y, Humphreys C J, Sutton A P 1998Phys.Rev.B 57 1505
[25] Pack J D, Monkhorst H J 1977Phys.Rev.B 16 1748
[26] Monkhorst H J, Pack J D 1976Phys.Rev.B 13 5188
[27] Zhou S, Xu Q, Potzger K, Talut G, Grtzsche R, Fassbender J, Vinnichenko M, Grenzer J, Helm M, Hochmuth H, Lorenz M, Grundmann M, Schmidt H 2008Appl.Phys.Lett. 93 232507
[28] Burdett J K, Hughbanks T, Miller G J, Richardson J W, Smith J V 1987J.Am.Chem.Soc. 109 3639
[29] Wang F G, Pang Z Y, Lin L, Fang S J, Dai Y, Han S H 2009Phys.Rev.B 80 144424
[30] Pan F C, Lin X L, Chen H M 2015Acta Phys.Sin. 64 176101(in Chinese)[潘凤春, 林雪玲, 陈焕铭2015物理学报64 176101]
[31] Dev P, Xue Y, Zhang P 2008Phys.Rev.Lett. 100 117204
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