摘要：运用第一性原理的方法研究了锐钛矿相TiO2中O空位（Vo）和Ti空位（VTi）的电子结构和磁学性质．计算结果表明，单独的Vo并不会诱发局域磁矩，VTi可以产生大小为4μB（1μB=9．274×10^-21emu，CGS）的局域磁矩，主要分布在其周围的O原子上．这两种缺陷产生局域磁矩的原因在文中做了详细的介绍．此外，由两个VTi诱发的局域磁矩之间的磁耦合相互作用为铁磁耦合，其交换耦合系数如为88．7meV，意味着VTi间的铁磁耦合可以持续到室温．虽然Vo并不会产生局域磁矩，但是引入Vo可以进一步提升两个VTi之间的耦合强度，这可以对非掺杂锐钛矿结构的TiO2体系中铁磁性的来源作出解释：VTi产生了局域磁矩，而Vo增强了VTi间长程的铁磁耦合相互作用．此外，还提出了局域磁矩之间耦合的第二类直接交换作用模型．

关键词：第一性原理 tio2 非掺杂 铁磁性 

单位：宁夏大学物理与电子电气工程学院; 银川750021