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过渡金属氧化物一直是科学研究的热点，特别是高温超导和巨磁阻材料的发现促使人们认识到它的潜在的应用价值和对基础科学的理论价值。过渡金属氧化物的共同特性是价电子(3d，4d)比较局域，电子之间的关联效应比较重要。本论文研究了这一体系材料的电子结构、各种磁性态、轨道有序等问题，具体工作包含：
1.实验与理论结合研究了表面Ca2-xSrxRuO4中完全由电子之间的关联效应导致的Mott金属——绝缘体转变。通过扫描隧穿谱、低能电子衍射和第一性原理计算，在表面Ca1.9Sr0.1RuO4中第一次发现了：由于表面的特殊环境及其势能作用，使得其在发生电子结构的Mott金属一绝缘体相变(Mott-MIT)时并没有伴随结构畸变，从而首次实现了完全由电子-电子之间的关联效应导致的Mott-MIT。并且发现表面态的转变温度(130K)比体材料的低(150K)。在Ca2-xSrxRuO4体系中Ru4+的4d上有4个电子在3个轨道(t2g)上，这样在Mott-MIT时候就可能出现轨道序；也就是轨道选择的Mott金属-绝缘体相变。
2.通过第一性原理计算，本章讨论了在SrRuO3和CaRuO3中Jahn-Teller畸变导致的轨道有序和光电导。通过计算SrRu03和CaRu03在不同磁性态(NM，FM，A-，C-，G-型反铁磁)的总能和光电导，我们发现SrRuO3的基态是FM态，而CaRuO3倾向于成自旋玻璃态(Spin Glass)。利用Heiseng model和总能我们计算了在a-b面内和沿c方向的交换常数(Jab和Jc)。对于SrRuO3我们发现Jab)Jc，而对于CaRu0。却是Jab0.6的区域，由于费米能级上面一点处的范霍夫奇点引起的Stoner磁性金属态；②在0.3
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