新型超导材料MgCNi3的电子结构与超导电性研究

用MS-Xα方法研究了非氧化物超导材料MgCNi₃的电子结构. 研究结果显示, 态密度分布曲线的主峰靠近Fermi面, 主要来自于Ni的d电子的贡献. 用T(T=Co，Mn，Cu)替代MgCNi₃中的部分Ni形成化合物MgCNi₂T，替代使Ni的价电子数减小, 价态发生变化, Fermi面处态密度N(E_F)减小. 计算结果表明：无论是电子掺杂（Cu）还是空穴掺杂（Co，Mn），MgCNi₃的超导电 关键词： 电子结构 态密度 超导电性     

新超导体MgCNi3的虚晶掺杂研究

用全势线性缀加平面波方法,考虑局域自旋密度近似研究虚晶掺杂MgCNi3的超导电性和磁性.计算了自旋极化能带结构、体弹性模量和它对压力的导数、原子磁矩 m 及其变化率.计算结果表明,对于电子掺杂的Mg1-xAlxCNi3(0≤x≤0.5), 超导电性和磁涨落随掺杂量的增加逐渐减小.空穴掺杂的Mg1-xNaxCNi3,在x＝0.12处出现铁磁相变,超导电性消失.在MgCNi3少量空穴掺杂区域(0≤x<0.12),表现为超导与磁涨落共存的不稳定状态.     

YBa_2(Cu_(1-x)Ni_x)_3O_(7-y)中Ni替代少量Cu对电子结构及超导电性的影响

本文用Recursion方法计算了YBa_2Cu_3O_7及Ni替代其中Cu(2)晶位后的电子结构态密度,认为Ni替代后使得CuO_2面上空穴载流子浓度增加,这是破坏高温超导电性的重要原因之一。     

掺杂MgCNi3超导电性和磁性的第一性原理研究

从第一性原理出发，计算了MgCNi₃的电子能带结构.MgCNi₃中C 2p与Ni 3d轨道杂化使穿梭费米面上的Ni 3d能带表现出平面性，费米面落在态密度范霍夫奇异(vHs)峰的右坡上.vHs峰上大的电子态密度和铁磁相变点附近的自旋涨落是决定MgCNi₃超导电性的重要因素.研究了三种替代式掺杂对其超导电性和磁性的影响，发现电子掺杂使费米能级下滑到态密度较低的位置，导致体系转变为无超导电性的顺磁相；同构等价电子数的金属间化合物的轨道杂化，引起费米面上态密度的减少，降低了超导电性；而空穴掺杂使费米面向vHs峰值方向移动，虽然费米面上电子态密度增大可能提高超导电性，但增强了的Ni原子磁交换作用产生铁磁序，破坏了超导电性. 关键词： 电子结构 超导电性 磁性 掺杂     

Gd掺杂的Bi系2212相单晶电子状态的X射线光电子能谱研究

利用X射线光电子能谱(XPS)研究了Bi系纯2212相超导单晶和Gd掺杂的2212相绝缘体单晶的电子状态的区别。实验结果表明Gd掺杂引起超导电性的变化是由于D_2p轨道空穴填充引起。本文还对Cu2p_3/2XPS卫星峰与主峰强度之比(I_s/I_m),Bi-O层性质以及Bi系Fermi能级附近态密度的来源等问题进行了讨论。 关键词：     

新超导体MgCNi3的虚晶掺杂研究

用全势线性缀加平面波方法,考虑局域自旋密度近似研究虚晶掺杂MgCNi₃的超导电性和磁性.计算了自旋极化能带结构、体弹性模量和它对压力的导数、原子磁矩m及其变化率.计算结果表明，对于电子掺杂的Mg_1-xAl_xCNi₃(0≤x≤0.5)，超导电性和磁涨落随掺杂量的增加逐渐减小.空穴掺杂的Mg_1-xNa_xCNi₃,在x＝0.12处出现铁磁相变，超导电性消失.在MgCNi₃少量空穴掺杂区域(0≤x<0.12)，表现为超导与磁涨落共存的不稳定状态. 关键词： 超导电性 能带结构 态密度 磁性     

MgCNi3的电子结构、光学性质与超导电性

用第一性原理的密度泛函能带计算方法研究了新近发现的超导体MgCNi3的电子能带结构.计算结果表明其电子结构的基本特征是：Ni的3d态和C的2p态的杂化组成了MgCNi3的导带，费米面附近的物理性质主要由来源于Ni的3d电子态决定.在费米能级(EF)以下30eV的范围内，Ni 3d态构成了能带色散微弱的密集电子态，EF恰好落在Ni 3dyz+zx和3d3z2-r2电子态密度.C 2p态分布在EF以下40—70eV的区域内，Mg主要是以二价离子Mg2+的形式存在.Mg原子的掺杂导致了Ni原子的3d态基本上全部占据，引起Ni原子磁矩的消失.费米能级EF处的态密度N(ＥＦ)是550(states/eV·cell)，由此得到的Sommerfeld常数γeal～445mJ/mol·K2.基于第一性原理的光学性质的计算结果表明：在0—12eV的范围内光吸收主要是从占据的Ni 3d态向C　2p和Ni4s的跃迁.根据这些结果得出结论：MgCNi3的超导电性基本上是强耦合的BCS电子-声子作用机理. 关键词： MgCNi3 高温超导体 电子结构 光学性质     

原子簇La8-xBaxCuO6的原子磁矩和自旋极化的电子结构研究

利用MS-Xα方法研究了化合物La2-yBayCuO4的原子磁矩和自旋极化的电子结构.理论计算得到母相氧化物La2CuO4的Cu原子磁矩为0.37μB,与实验值0.48±0.15μB基本一致. 研究结果显示, 由于Ba原子对部分La的替代,使构成化合物的基本原子簇La8-xBaxCuO6的点群对称性降低,分子轨道简并度解除,轨道杂化效应增强,减弱了氧化物的(准)二维特性,导致Cu-O层与其近邻原子层的耦合增强,因此影响了原子层间的电荷迁移方向,对Cu-O层中载流子的性质有重要影响. 由于Ba掺杂在化合物中产生的空穴,不仅进入O格点,也同时进入Cu格点,对Cu-O层上Cu和O原子价态、磁矩以及电子态密度分布有重要影响. 研究结果认为,由于掺杂产生的空穴对化合物超导电性的影响具有两面性:初期掺杂有利于产生超导电性;当掺杂较多时抑制超导电性. 这是导致La214体系的超导转变温度Tc随掺杂量y的变化(即Tc-y拱形曲线)的一个重要原因.     

TM掺杂Ⅱ-Ⅳ-V2黄铜矿半导体的电磁性质

利用自旋局域密度泛函的第一性原理对3d过渡金属(TM=V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)掺杂的Ⅱ-Ⅳ-V2(CdGeP2和ZnGeP2)黄铜矿半导体的电磁性质进行系统计算.结果发现V和Cr掺杂的CdGeP2和ZnGeP2将出现铁磁状态(FM),Mn,Fe以及Co掺杂的CdGeP2和ZnGeP2将出现反铁磁状态(AFM),而Ni掺杂时,稀磁半导体(DMS)的磁性比较不稳定.其中Cr掺杂的CdGeP2和ZnGeP2将可能是具有较高居里温度Tc的DMS.当TM-3d电子的t2g态部分被填充时,其掺杂的DMS将出现FM状态;而当TM-3d电子的t2g态全满或者全空时,其掺杂的DMS将出现AFM状态.在(Cd,Mn)GeP2和(Zn,Mn)GeP2中分别掺入电子和空穴载流子,可以发现载流子是否具有TM-3d电子的巡游特性是DMS是否出现FM状态的主要原因.     

MgCNi_3空穴(Na)掺杂的磁性和声子谱研究

应用全势线性响应线性糕模轨道方法,对MgCNi3镁位进行钠掺杂的虚原子近似,计算Mg1-xNaxCNi3(x=0.0,0.06,0.11,0.115,0.12)的电子态密度和晶格振动(x=0.0,0.06),并讨论磁性和声子谱.计算结果表明,随着掺杂量x的增加,原胞磁矩迅速增加,在x=0.115时,费米能级处总态密度几乎落在范霍夫奇异峰峰顶上且有较大的自旋涨落,预示MgCNi3处在铁磁不稳定的边缘.x=0.12的费米面处总态密度与x=0.115相比有较大的下降,使得超导库珀对配对数减少,会带来超导电性的降低.x为0.06的钠掺杂,使得布里渊区沿三个主要高对称性方向(Γ-X、Γ-M、Γ-R)虚频范围扩大,容易使MgCNi3结构不稳定而产生结构相变。