插层化合物LiV_2O_4的制备与实验研究

用化学方法从层状化合物LiVO_2中引出0.5个Li后得到Li_(0.5)VO_2,再经过低温真空热处理制备出尖晶石结构化合物LiV_2O_4,类似地处理Li_(0.465)VO_2,得到缺Li的Li_(0.93)V_2O_4,LiV_2O_4和Li_(0.93)V_2O_4的x射线粉末衍射数据表明,二者略有差别,还用LiV_2O_4作为正电极做成二极电池,并进行了初步的实验研究。

重电子化合物LiV_2O_4的电子结构

用第一性原理的FP-LMTO能带计算方法研究了重电子化合物LiV2O4的电子结构.结果表明,Fermi面附近的导带是由V原子的3d电子形成的宽度为2.5eV的窄能带,是3d态在立方晶体场中具有t2g对称性的子带;它与O的2p轨道构成的能带约有1.9eV的能隙.计算得出的Fermi能处电子态密度和线性电子比热系数分别是11.1（staes/eV·f-1·u-1.）和26.7mJ/mol·K2.Fermi面处的能带色散具有电子型和空穴型两种,呈现出一种复杂的Fermi面结构.LSDA以及GGA计算表明,LiV2O4有一个磁矩为1.13μB/钒原子,总能比LDA基态低约148meV/f·u.的铁磁性基态.由目前的能带结构计算的结果无法确定这一类Kondo体系的局域磁矩的来源,表明这一化合物中的重电子行为可能有别于在含有4f和5f稀土的重电子合金中观察到的局域磁矩与传导电子的交换作用机制,其中存在量子相变的可能.