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     

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。     

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(EF)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的超导电性都被抑制;Mn掺杂比Co掺杂更快地抑制超导电性,Co是作为空穴掺杂而不是作为磁性杂质掺杂去抑制超导.     

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     

PrLa1-xSrxCuOz和Pr1-y LaCeyCuOz的超导电性

利用固相反应法制备了分别掺杂Sr和Ce的PrLaCuOz系列氧化物.XRD衍射结果表明,Sr的掺杂形成了典型的空穴型掺杂的T-214结构,Ce的引入形成了典型的电子型掺杂的T′-214结构.利用Quantum Design PPMS-VSM对所有样品的进行了M-T测量(5～300K;100高斯和5000高斯).临界温度随掺杂量变化的关系表明,当0.08≤x≤0.30时,PrLa1-xSrxCuOz(PLSCO)具有超导电性,并在x=0.15时达到最高值Tcmax=26K;当0.08≤y≤0.15时,Pr1-y LaCeyCuOz (PLCCO)具有超导电性,Tcmax=24.9K出现在y=0.12处.磁性质测量还表明,Sr的引入对体系的磁矩影响不大,而Ce的掺入使样品在35K附近出现了反铁磁转变.     

La1.85-xSr0.15+xCu1-xFexO4体系的自旋动力学和输运性质研究

我们采用固相合成法成功地制备出单相双掺杂系列样品La1.85-xSr0.15+xCu1-xFexO4(0≤x≤1),并用X光衍射,电阻率,热电势,电子自旋共振等实验手段对样品的结构,自旋关联行为和输运性质进行了系统地研究.本文分析和讨论了双掺杂对自旋关联的影响,局域化的Fe3+自旋散射和热电势宽峰的关联,高掺杂浓度区可能的激化子输运机制以及新的磁关联Fe-O-Fe的逐渐形成和加强.     

La0.7Ca0.3Mn1-xCrxO3的激光超声研究

运用激光超声的方法测定了五种不同掺杂的巨磁锰氧化物La0.7Ca0.3Mn1-xCrxO3(0.01≤x≤0.60)室温(300 K)下的超声纵波声速.结合热导率的数据,对声速随掺杂浓度的变化原因进行了深入的分析.得到在顺磁绝缘态Cr3 离子的掺入造成了晶格局部涨落的变化,低掺杂使得晶格局部涨落增强,声子U散射弛豫时间减小.     

Fe掺杂对LaBa2Cu3Oy体系的红外光谱和电子顺磁共振谱的影响

我们成功合成了LaBa2Cu3-xFexOy(0≤x≤2.0)系列单相样品.X-光衍射分析显示,在x<2.0的整个掺杂区内样品皆保持为正交结构.晶格常数a,b和c随掺杂量的增加而增大.红外光谱(IR)表明:对于不掺杂的样品,在531cm-1和583cm-1附近有两个显著的吸收峰,分别相应于Cu(1)-O和Cu(2)-O的伸缩振动.在低掺杂区 (0≤x≤0.5),535cm-1峰随x增加向低频方向移动,当x＞0.5时,该声子振动模随x增加反而逐渐硬化.585cm-1处的红外峰在0≤x≤1.0范围内峰位基本不变.高Fe掺杂区(x＞1.0),体系的结构畸变很强,使上述两个红外峰宽化而变成一个宽峰.电子顺磁共振实验(EPR)揭示了不同含量的Fe掺杂对Cu2+的自旋关联行为的影响.本文对不同掺杂区的声子振动,晶格结构和自旋特征进行了分析讨论.     

Al掺杂志LaBa2Cu3Oy体系的物理性质的影响

利用红外光谱,电子顺磁共振以及电阻率等实验手段,对LaBa2Cu3-xAlxOy(0≤x≤0.7)系列样品进行了研究.结果表明：Al掺杂导致了体系电荷的重新分布.随着Al掺杂量的增加,超导电性被很快地抑制,电阻率逐渐增大.随着Al掺杂量的增加,Cu(1)O(1)(530cm-1)的伸缩振动模的强度逐渐增大,并向低频方向移动,而Cu(1)O(4)(590cm-1)的震动模逐渐向高频方向移动.电子顺磁共振实验(EPR)揭示了不同含量的Al掺杂对Cu2＋的自旋关联行为的影响.本文对不同掺杂区的声子振动、自旋关联变化和输运性质进行了分析讨论.     

La2/3(Ca1-xMgx)1/3MnO3(0≤x≤60%)系统中不寻常的超大磁电阻

用溶胶-凝胶法并经过1450℃后处理而制备出名义组分为La2/3(Ca1-xMgx)1/3MnO3 (0≤x≤60%)多晶样品.磁化测量表明,除磁转变温度因Mg掺杂而稍有降低外,磁性质整体上和不含Mg样品无本质上的差别.未加磁场下阻温关系测量表明,即使Mg含量高达60%,实验上仍观察到绝缘体到金属的转变.特别有意义的结果是,适当的Mg掺杂可明显提高转变温度附近的磁电阻效应,例如,在Mg掺杂量为30～40%的样品中,1T磁场下观察到的磁电阻甚至比不含Mg样品在5T磁场下得到的值还要大.