摘要晶体化合物是现代材料科学的基础，其中过渡金属氧化物在材料研究中具有很重要的地位。 在金属化合物中，金属原子感受到的作用主要有三种：库伦相互作用、晶体场效应和自旋轨道 耦合作用。本文的主要任务是运用一个简便的计算方法来计算晶体场及自旋轨道耦合作用下的 能级分裂，从而对 5d 过渡金属氧化物的物理性质进行分析。

我们这里的简便计算方法没有计入电子之间的库伦作用。在 3d、4d 电子体系中，电子之间 的库伦作用很强，而自旋轨道耦合效应相对较弱，所以本文采用的计算方法在 3d、4d 过渡金属 体系中具有一定的局限性。与 3d、4d 电子体系相比，5 d 电子实空间轨道半径较大，电子屏蔽 效果较强，因此电子之间的库伦作用小于 3 d，4 d 系统。从元素周期表中可以看出 5d 元素处 于周期数比较大的位置，原子序数比较大，5d 体系的自旋轨道耦合作用非常强。所以本文提出 的方法对 5d 过渡金属化合物具有一定的参考意义。88025

Crystal compounds are the basis of modern materials science, in which transition metal oxides plays a very important role。 In metal compounds, metal atoms have three main effects: Coulomb interaction, crystal field effect and spin orbit coupling。 The main task of this paper is to apply a simple calculation method to investigate the crystal field and spin orbit coupling, and to understand 5d transition metal oxide physical properties 。

The simple calculation method here does not include the Coulomb interaction between electrons。 In the 3d and 4d electronic systems, the coulomb interaction between electrons is strong, and the spin orbit coupling effect is relatively weak, so the calculation method used in this paper has some limitations in 3d and 4d transition metal system。 Compared with 3d, 4d electron system , the electron radius of the 5 d electron space is larger and the electron shielding effect is stronger, so the Coulomb interaction between electrons is relatively weaker than 3 d, 4 d system。 While, spin orbit coupling effect in 5d electron systems is very strong。 Therefore, the method proposed in this paper is useful for 5d transition metal compounds。

毕业论文关键词：过渡金属氧化物；晶体场效应；自旋轨道耦合；能级劈裂源-于,优W尔Y论L文.网wwW.youeRw.com 原文+QQ75201,8766

Keyword:Transition metal oxide；Crystal field effect；Spin orbit coupling；Level splitting

目 录

1 引言 5

1。1 研究背景 5

1。2 主要内容及章节安排 5

2 知识介绍 6

2。1 自旋轨道耦合 6

2。2 晶体场效应 7

3 计算模型 8

3。1 推导过程 8

3。1。1 晶体场作用下哈密顿量计算 8

3。2 举例与分析 19

3。2。1 举例四面体配合物 19

3。2。2 计算 Ir O 八面体 20

4 相互竞争下的物理性质 22

4。1 铱基化合物（以 Sr2 IrO4 为代表） 22

5 结论 25From~优E尔L论E文W网wWw.YoUeRw.com 加QQ7520.18766

参考文献 27

附录 29

附录 1 用半经典的方法推导自旋轨道耦合作用