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自从庞磁电阻(CMR)效应在具有钙钛矿结构的稀土锰氧化物中发现以来，由于其在磁记录、读写、存储和传感器等方面具有巨大的应用前景，近年来，越来越多的人开始致力于钙钛矿型稀土锰氧化物RE1-xAExMnO3(RE=La、Pr、Nd等三价稀土元素，AE=Ca、Sr、Ba等二价碱金属元素)的研究。为了解释CMR现象，相继提出许多模型，诸如Zener双交换(DE)作用，Anderson超交换作用，库仑相互作用，John-Teller效应，电荷有序现象，极化子效应等。由于CMR效应非常复杂，虽然每一种模型都能解释一些实验现象，但对另一些实验事实却束手无策。目前尚无统一理论能解释所有与CMR有关的实验事实。
本文利用基于第一原理的离散变分(DV)-Xα方法研究了La1-xCaxMnO3系统的电子结构。通过电荷密度等高线我们发现，O八面体穿插于Mn和La(Ca)之间，O分别对于Mn和Ca的吸引作用以及O八面体中近邻的O-O之间的排斥作用构成了La(Ca)MnO3晶体稳定的因素。Mn3d与O2p轨道之间的d-p杂化现象存在于我们计算的La1-xCaxMnO3系统x=0，1/3，1三种浓度下。这种杂化现象依赖于自旋，并且是影响晶体导电特性的决定性因素。Mn3d轨道对Mn离子磁矩的贡献达到了97-98％，三种浓度下，Mn的t2g电子都得到了完全极化。立方结构的LaMnO3体系在各种磁有序状态下均显示出金属性的导电特性。仅仅引入了正交结构的A型反铁磁LaMnO3体系尽管在Fermi能级附近没有能隙出现，通过电子结构预测晶体仍可能因具有强烈的阻抗而显绝缘性。CaMnO3体系具有满足Pm3m空间群的立方结构。在铁磁相，晶体具有半金属性；对于A型反铁磁和G型反铁磁相，晶体则具有绝缘性。La2/3Ca1/3MnO3体系具有Mn3+和Mn4+离子的混合价态，导电特性也介于x=0的金属性和x=1的半金属性之间，是一种接近于半金属性的金属性导电特性。这种能带结构导致低温零场下的La2/3Ca1/3MnO3具有金属相；当T略低于Tc时，Mn3+和Mn4+上的自旋呈顺磁排列，受Hund法则限制的双交换(DE)跃迁将难以进行，系统表现为绝缘性；对其施加外磁场，Mn3+和Mn4+上的自旋趋于铁磁排列，Tc升高，从而出现CMR效应。