[發明專利]一種利用計算機測定六方晶系金屬氧化物磁性類型的方法

有效

• 申請號: 201710981561.8
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107942270B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 李凱;韓雙;楊皓;寧平;王馳;孫鑫;湯立紅;宋辛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種利用計算機測定六方晶系金屬氧化物磁性類型的方法，屬于生態風險評價的定量結構與活性關系技術領域。本發明利用MS軟件的Visualizer模塊根據六方晶系金屬氧化的晶格參數構建晶體模型；利用軟件的Visualizer模塊中的Build功能中的Symmetry將原始的單胞轉化為菱形晶格的原胞；利用軟件的Visualizer模塊中的Modify功能，在electronic configuration中的formal spin沿著對角線對晶格中的金屬原子設置磁性和磁矩；利用MS軟件的Dmol3模塊中Geometry Optimization功能進行量子力學結構優化處理，并用Dmol3模塊中Energy功能計算不同磁性下金屬氧化物的能量；最后利用MS軟件Visualizer模塊比較不同磁性條件下能量，確定金屬氧化物的磁性種類。本發明方法具有計算迅速、操作簡單、設備要求低，測定范圍廣、準確性較高的特點。

技術領域

本發明涉及一種利用計算機測定六方晶系金屬氧化物磁性類型的方法，屬于生態風險評價的定量結構與活性關系技術領域。

背景技術

磁性是物質的基本屬性之一。從微觀粒子到宏觀物體，乃至宇宙天體，都具有某種程度的磁性。磁性在工農業生產、日常生活和現代科學技術各個領域中有著重要的應用。磁性材料已經成為功能材料一個重要的分支。故研究物質磁性及其形成原理、探討磁性材料的用途和開拓磁性材料新應用領域成為當代磁學的主要研究方法和內容。但是在應用磁性材料之前，了解磁性材料磁性的種類是很有必要的。宏觀物質的磁性主要由電子的磁矩所決定的。宏觀物質中的電子按其運動狀態分為軌道電子和傳導電子物質要測量磁性材料的性能首先要把待測材料制成式樣并在試樣上繞制線圈，然后根據材料的工作條件，測量它的直流或者交流磁特性。測量時要求樣品內部磁場必須分布均勻。

在CGS單位制中，磁化強度M被定義為

M的單位為高斯(Gs)，H的單位為奧斯特(Oe)，χ也是無量綱的量。

在兩種單位制中，χ在數值上有如下關系：χ(CGS)＝4πχ(MKSA).

質量磁化率(或稱為磁化率)χ_mχ_m＝χ/ρ

根據的χ符號、量值以及量值隨溫度、磁場的變化關系，將物質分為7中不同的類型，而MKSA主要是由電流的磁性來定義。用該方法測定材料的磁性過程繁瑣，且涉及的變量較多，計算結果誤差較大。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種利用計算機測定六方晶系金屬氧化物磁性類型的方法，本發明方法用計算的方法設定材料的磁性，并通過能量最低最穩定的原則通過Material Studio軟件對材料的晶體進模擬，并且設定其可能磁性，以及對應的結構晶型的磁矩；選擇合適的泛函和基組，以及對必要參數(Charge及spin)的設置，通過計算機計算每種磁性設置下能量的高低來最終確定材料的磁性種類。本發明方法計算迅速、操作簡單、設備要求低，測定范圍廣、并且準確性較高。

一種利用計算機測定六方晶系金屬氧化物磁性類型的方法，具體步驟為：

(1)利用量子化學軟件Material Studios軟件的Visualizer模塊導出或根據六方晶系的晶胞參數畫出六方晶系金屬氧化物的晶胞結構；利用量子化學軟件MaterialsStudios中的Dmol3模塊中Geometry Optimization功能模塊對晶胞進行量子力學結構優化處理得到六方晶格的優化晶胞結構；

(2)利用Material Studios軟件的Visualizer模塊中的Build功能模塊將步驟(1)所得六方晶格的優化單胞轉化為菱形晶格的原胞，然后取消原胞的對稱性；