磁性ウラン化合物の電子状態とフェルミ面に関する理論的研究

磁性铀化合物电子态和费米面的理论研究

• 批准号: 07233207
• 负责人: 山上 浩志
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07233207/
• 关键词: 磁性ウラン化合物; バンド理論; フェルミ面; 電子状態

磁気秩序をもつf電子化合物のバンド構造は相対論的効果、特にスピン・軌道相互作用とスピン分極効果の競合からできていると考えることができる。その化合物が金属的性質を持つときフェルミ面をもち、ド・ハ-スファン・アルフェン効果の測定からその形状などを調べることができる。磁性ウラン化合物の5f電子は、エネルギー的にフェルミ準位より深い位置に存在して局在していると考えられている4f電子とは異なり、広い波動関数の分布をもっている。そのため、かなり遍歴的な性格をもち、主に5fから作られるバンドよりフェルミ面が作られることが予想される。バンド理論から磁性ウラン化合物のフェルミ面を自己無撞着に構築し、実験との系統的解釈を行うためにDiracの相対論的方程式に基づいた相対論的LAPW法をスピン分極した理論に拡張した。この方法は、交換・相関ポテンシャルとしてスピン分極した相対論的密度汎関数法に基礎を置いている。この研究では、相対論的LAPW法におけるAPW球内の基底関数を常磁性状態の相対論的波動関数で展開して、スピン分極効果を変分関数で考慮した。この理論によるバンドプログラムを開発し、磁性ウラン化合物のバンド構造が計算できるようにした。この方法による結果の詳細な考察から、スピン・軌道相互作用により分裂した2つの5f軌道間でスピン分極効果を通じて結合して、新しい軌道を作ることが分かった。今回の方法はその効果を変分的に求めたが、さらに積極的に基底関数の中にこの軌道の効果を繰り込むことが必要であることが明らかになった。

磁有序的F-电子化合物的带结构可以被认为是由相对论效应组成的，尤其是旋转轨道相互作用和自旋极化效应之间的竞争。当化合物具有金属特性时，它具有费米表面，并且可以通过测量de hasfan alfene效应来检查其形状等。与被认为比费米水平更深的4F电子不同，磁性铀化合物的5F电子具有广泛的波功能分布。因此，期望乐队具有相当历史性的个性，并且比主要由5楼制成的乐队都有费米的面孔。磁性铀化合物的费米表面是由带理论构造的，基于Dirac的相对论方程式的相对论LAPW方法扩展到一种自旋极化理论，以实验进行系统解释。该方法基于一种相对论密度功能方法，该方法被自旋偏振为交换相关电位。在这项研究中，通过顺磁性状态的相对论波函数扩展了相对论LAPW方法中APW球内的基础函数，并考虑了自旋极化效应的变异功能。基于该理论开发了频带程序，从而计算磁性铀化合物的带结构。对这种方法的结果的详细讨论表明，通过自旋轨道相互作用划分的两个5F轨道通过自旋极化效应耦合，以创建新的轨道。当前方法以各种方式计算了效果，但是已经表明有必要将该轨道的效果积极地纳入基础函数。