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Wanghui6383銀蟲 (正式寫手)
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[交流]
【求助】關(guān)于”spin-ploarized“和"spin-resolved"
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各位蟲友： 最近在看文獻(xiàn)時(shí)候，總看見”spin-ploarized“和"spin-resolved"，不太明白什么意思？ 提出三個(gè)問題，請(qǐng)大家?guī)椭獯鹨幌拢?/font> （1）什么是”自旋極化“、”部分自旋極化“和”完全自旋極化“？它們之間的區(qū)別是什么？ （2）什么是“spin-resolved”？它和spin-ploarized一樣嗎？ （3）文獻(xiàn)中有一句話不太懂： 為了使費(fèi)米面附近的傳導(dǎo)電子具有100%的自旋極化率,應(yīng)重新調(diào)整組合鐵磁過渡元素的3d4s帶,使費(fèi)米面避開4s或使自旋反方向的電子處于局域態(tài)。 在fermi面附近,d帶載流子在一個(gè)充分窄的能帶內(nèi),被局域于同一個(gè)自旋取向,具有100%的自旋極化率,形成傳導(dǎo)極化子,靠局域位置的躍遷形成電流,保持自旋方向不變 請(qǐng)問：這兩句話是什么意思��？ 三個(gè)問題，歡迎討論，有幣幣哦  |
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2樓2009-08-07 16:53:00
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我來說一下對(duì)第三問的看法，其他兩問都是基本概念，就不多說了。
★ ★ ★ ★ ★ ★
freshgirl(金幣+3,VIP+0):分析的好，謝謝~ 8-7 20:53
Wanghui6383(金幣+3,VIP+0):謝謝你的答復(fù)，比較透徹，還有問題請(qǐng)教你，如下： 8-7 23:42
freshgirl(金幣+3,VIP+0):分析的好，謝謝~ 8-7 20:53
Wanghui6383(金幣+3,VIP+0):謝謝你的答復(fù)，比較透徹，還有問題請(qǐng)教你，如下： 8-7 23:42
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由于沒有上下文，我大概想了想，理解如下： 對(duì)于第一句話，如果費(fèi)米面“附近的傳導(dǎo)電子具有100%的自旋極化率”，這表明只有一種自旋的電子（假設(shè)自旋向上）參與電流輸運(yùn)，另一種（自旋向下的電子）不參與載流作用�？赡苡羞@么幾種情況，第一，兩種電子都是擴(kuò)展態(tài)，但只有SPINUP的電子在費(fèi)米面上有態(tài)密度，而費(fèi)米面穿過了SPINDOWN電子的帶隙，這就是所謂的半金屬情況。由于自旋極化計(jì)算時(shí)電子的差異主要體現(xiàn)在d帶，所以一般來說4s帶的極化并不明顯，因此如果費(fèi)米面穿過4s帶時(shí)，必然同時(shí)穿過SPINUP和SPINDOWN帶，所以要避開4s帶。第二種情況，可以是SPINUP的電子處于擴(kuò)展態(tài)而SPINDOWN的電子處于局域態(tài)，這時(shí)只有SPINUP的電子有傳導(dǎo)能力，也可以達(dá)到“100%的自旋極化率”。 至于第二句話，從最后一句話我懷疑此處的體系不是金屬。因?yàn)榻饘俚膫鲗?dǎo)性不需要電子在各個(gè)局域態(tài)中通過“局域位置的躍遷形成電流”。只有在一些缺陷或是無序體系中，電子才會(huì)通過在不同局域態(tài)中以躍遷形式導(dǎo)電（此時(shí)可以引入變程電導(dǎo)等概念，該躍遷跟局域態(tài)之間態(tài)尾的交疊和能量差有關(guān)，比如著名的布洛赫1/4定律等等）。此時(shí)由于電子處于局域態(tài)，d帶是比較窄的。 [ Last edited by yzcluster on 2009-8-7 at 20:40 ] |
3樓2009-08-07 20:39:09
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4樓2009-08-07 23:46:44
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5樓2009-08-08 12:53:14
6樓2009-08-08 15:06:59
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首先非常感謝您耐心的答復(fù)，我的問題如下： （1）我知道用DFT算出來的d的自旋極化的PDOS劈裂比較明顯，s的不明顯， 我的問題是：從理論上理解，為什么d電子的自旋極化PDOS劈裂的比較明顯？ 我的理解是：這種情況主要發(fā)生在不滿的d帶（也就是開殼層）中，spin-up和spin-dn數(shù)目不等，所以在低溫外磁場(chǎng)情況下，spin-up電子和spin-dn電子所處的能量范圍不同，所以在DOS中出現(xiàn)d電子的spin-up和spin-dn的PDOS不在同一能量范圍處，也即d電子劈裂比較明顯。 不知道我這種理解對(duì)嗎？請(qǐng)指點(diǎn). （2）一般情況下，過度金屬的4s帶擴(kuò)展性很強(qiáng)，大都跟費(fèi)米能級(jí)相交，請(qǐng)問：您是怎樣使4s帶不與費(fèi)米能級(jí)相交的？ 多有打擾 |
7樓2009-08-08 15:51:00
yzcluster
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yjr(金幣+4,VIP+0):xiexie!! 8-8 20:24
Wanghui6383(金幣+2,VIP+0):謝謝yzcluster的耐心答復(fù)：） 8-10 13:27
yjr(金幣+4,VIP+0):xiexie!! 8-8 20:24
Wanghui6383(金幣+2,VIP+0):謝謝yzcluster的耐心答復(fù)：） 8-10 13:27
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既然你想知道“為什么d電子的自旋極化PDOS劈裂的比較明顯”，那么我們就超越第一性原理的范疇，從物理上來看一看原因。 你既然是做磁性材料的，想必應(yīng)該聽說過巡游電子的斯通納模型吧。其實(shí)，從物理上看，斯通納MODEL是赫伯特MODEL的hartree-fock近似的結(jié)果（從量子多體角度，HFA其實(shí)就是一種靜態(tài)平均場(chǎng)近似，以區(qū)別動(dòng)態(tài)平均場(chǎng)近似，比如RPA）。在采取HF近似之后，赫伯特模型的哈密頓自動(dòng)對(duì)角化，結(jié)果表明d殼層電子的能量，是跟自旋有關(guān)的，存在由自旋而引起的能量差，該能量差正比于強(qiáng)關(guān)聯(lián)庫倫相互作用能，也就是著名的赫伯特U（此時(shí)相當(dāng)于引入一個(gè)U場(chǎng)）。 很顯然，既然能帶跟自旋有關(guān)，UP和DOWN的能帶自然不再是對(duì)稱的，也就是有了劈裂。對(duì)于s電子，由于不考慮U的影響，因此在這個(gè)MODEL中是沒有劈裂的。當(dāng)然，關(guān)于斯通納MODEL的一些缺點(diǎn)，比如有限溫的失敗，忽略了體系的自旋集體振蕩激發(fā)和相應(yīng)模式間的耦合等問題，在第一性原理版不多討論。 這只是用斯通納模型做一個(gè)理論介紹。是為了幫助你理解。顯然，對(duì)于DFT計(jì)算，與此還不完全一樣。比如，引起劈裂的U在DFT計(jì)算中有時(shí)并不考慮，但劈裂仍然是存在的。在這里出現(xiàn)劈裂的原因是自旋極化計(jì)算的一個(gè)必然結(jié)果。另外，即使沒有低溫（DFT計(jì)算是在絕對(duì)0度）和外磁場(chǎng)，劈裂仍然存在。因?yàn)橐鹋训氖莾?nèi)部原因，而非外場(chǎng)。（其實(shí)，有限溫反倒會(huì)模糊兩種自旋電子的劈裂，是一種不利因素。一個(gè)簡單的說明，比如溫度如果不斷升高，達(dá)到居里點(diǎn)時(shí)，鐵磁性消失，成為順次相） 至于第二個(gè)問題，無法回答。而無法回答的原因你自己好好想想就應(yīng)該知道了。 好了，對(duì)這個(gè)帖子就是這么多，LZ如果不是急著用論文畢業(yè)的話建議你有時(shí)間還是系統(tǒng)的看一點(diǎn)書。恕在下直言，從問題可以看出來你的物理底子還是比較薄弱的。 [ Last edited by yzcluster on 2009-8-8 at 20:26 ] |
8樓2009-08-08 20:18:53
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