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近年来,随着计算机科技和计算方法的不断改进和发展,计算物理以它不可比拟的优势备受物理学研究者的青睐。其中,第一性原理计算(first-principles),即基于密度泛函理论的从头算(ab-initio)理论在材料设计、合成、模拟计算等诸多方面有许多应用,已经成为计算材料科学等的重要基础和核心技术。本文要用基于密度泛函理论的第一性原理计算程序包的BSTATE(Beijing Simulational Tool for Atom Technology)来研究过渡金属氧化物的各种特性。近期,电子强关联作用体系引起科研界的广度关注。过渡金属氧化物是近来这方面科研的热点,过渡金属氧化物的研究开始于五六十年代。近十年来,由于高温超导氧化物和CMR效应的发现,对该体系研究的慢慢复苏。值得注意的是,在物理学基础研究方面,过渡金属氧化物材料表现出丰富的物理性质,诸如由电荷有序、轨道有序、相分离、磁场或光诱导的绝缘体一金属转变等,激发着人们去探索,使之成为目前物理研究中的热点之一。过渡金属是指d壳层没有满电子的元素,过渡金属氧化物大多是强关联体,具有的共同特征是价电子价电子(3d,4d)比较局域,电子间的关联效应比较重要。在本论文中,我们通过对钙钛矿结构的化合物的研究,从而对这类材料的电子结构、各种磁性态以及电荷有序机制等问题进行了一些探索,具体工作包含:1.通过第一性原理计算KCrF3的电子结构、磁结构和轨道结构,我们主要研究了它的四方结构和立方结构。在四方结构中,我们分别用GGA和GGA+U两种方法计算,结果都表明基态是A型反铁磁结构和G型轨道有序。我们通过计算发现,光电导率的测量可以显示四方晶系的轨道结构和磁性分配。对于立方结构,我们用GGA方法计算得出基态是铁磁半金属态,而GGA+U(U eff=3.0ev)计算出的基态是A型反铁磁绝缘体。我们通过计算得出:KCrF3的轨道有序是因为电子间相关作用而产生的,并非电子与声子间的相关作用。2.通过第一性原理研究了LaCo2B2的电子结构,我们发现在材料LaOFeAs和BaFe2As2中,Co-3d与B-2p轨道间的杂化比Fe-3d和As-4p间的杂化强,并且这种杂化削弱了Co原子间的磁有序。因此,LaCo2B2的基态是非磁的。在费米面附近,La-5d的态密度比较大,有四条能带穿过费米面,这些能带主要来自于dz2-3r2和dyzzx轨道。这样的结论与材料LaOFeAs和BaFe2As2的都不相同。用钇(Y)替换镧(La)后材料的基态不改变,而用钪(Sc)替换镧(La)可能使材料中Co原子上的磁矩减小。与LuNi2B2C2相比,我们把LaCo2B2归类为BCS超导体。