钛掺杂锰酸镧钡锶的磁性与磁热效应研究及其在自旋电子学中的应用

《ChemistrySelect》：Study of Magnetic, Electronic, and Magnetocaloric Properties of La0.67Ba0.22Sr0.11 Mn0.95Ti0.05O3 Perovskite

本研究通过第一性原理计算结合蒙特卡洛模拟，揭示了La0.67Ba0.22Sr0.11Mn0.95Ti0.05O3钙钛矿材料的半金属特性与磁热性能。该材料在费米能级处呈现95%以上的高自旋极化率，居里温度TC=205 K，在外加磁场下具有显著磁熵变ΔSmax，为室温磁制冷和自旋电子器件设计提供了新材料平台。

　　

通过第一性原理计算结合蒙特卡洛模拟，研究人员对钛掺杂的锰酸镧钡锶钙钛矿材料（化学式：La_0.67Ba_0.22Sr_0.11Mn_0.95Ti_0.05O₃）展开了系统研究。电子结构分析显示该材料具有特殊的半金属性（semimetallic phase），在费米能级附近的自旋极化率超过95%，这使其成为自旋电子学（spintronics）器件的理想候选材料。

磁性研究表明，该化合物呈现典型的铁磁有序（ferromagnetic order），其居里温度（critical transition temperature）T_C为205开尔文，与实验值高度吻合。进一步分析其磁热性能（magnetocaloric properties）发现，在外加磁场作用下，材料展现出显著的磁熵变最大值ΔS_max，表明该材料在室温附近的磁制冷（magnetic refrigeration）领域具有应用潜力。

这项研究从原子尺度揭示了掺杂元素对钙钛矿材料电子结构与磁性能的调控机制，为开发新型巨磁电阻（GMR, giant magnetoresistance）器件和自旋电子学技术提供了理论依据。文末声明本研究无利益冲突。