Abstract
我們將以晶體電子結構分析方法出發，研究尖晶石結構之LiTi2O4材料的性質。 使用密度泛函理論搭配LDA之第一原理計算方法，來處理LiTi2O4材料的多體問題；分別對材料之陰離子參數u、晶格常數a、應變效應這些可能影響材料性質的物理量進行計算，藉由調整各項晶體結構參數來獲知材料的物理特性。並以LDA+U之修正計算方法，探討材料中Ti-d軌道電子自相交互作用影響的重要性，並計算Li1+xTi2-xO4固溶體隨著Li摻入，材料性質的變化。 陰離子參數u描述了陰離子（氧離子）在尖晶石結構中的移動程度；計算陰離子參數u對材料結合能及自旋磁矩的關係，並同時計算晶格常數a、應變效應對系統的結合能及自旋磁矩影響，瞭解材料系統最穩定之理想狀態，從而得知材料弱鐵磁的特性；以理論之基礎觀點，說明樣品具超導性的困難。 陰離子在尖晶石結構中的移動亦造成了材料軌道序化的現象；隨著移動的產生，陰離子所組成之八面體將產生變形，在u=0.386時，分析EF下部分Ti-t2g軌道，Ti離子之電子雲將出現似扁平薄餅狀軌道序化的現象。 應變效應亦影響軌道序化，當a-b軸外擴或內縮時，電子雲與水平之斜率將隨之減少或增大，且電子雲外形隨之有所不同。 隨著Li的摻入，EF由Ti-t2g導帶落到全填滿之O-2p能帶，金屬性特徵並隨之減弱。