关于高T_c氧化物超导体的能隙及其超导态下残余电子比热问题

本文讨论了自由载流子负 U 中心相互作用机制下高 T_c 氧化物超导体的能隙和超导态下极低温时残余线性电子比热项的问题。对 La-Sr-Cu-O 和 Y-Ba-Cu-O 两个系统所得的能隙的数值计算结果分别为2△(0)/k_BT_c=4.00和4.22;两系统的超导态下极低温时残余线性电子比热项的电子比热系数分别为 C_1=2.25和3.04 mJ/mol·K^2.这些数值计算结果与实验数据比较大体一致.     

关于二硼化镁超导体比热的一点探索

在双带密度泛函理论的基础上,研究了双能隙超导体MgB2的超导态的比热跃变ΔC(T)与能隙的关系,指出了比热跃变的主要原因,并在转变温度Tc时将ΔC(T)/Tc的理论计算值与实验值作了对比,结果符合得很好。     

CeCu_2Si_2和UBe_(13)的超导理论(Ⅱ) 热力学量的计算

根据文献[1]中给出的模型和能隙方程,计算了超导态的热力学临界磁场,T_c处的比热跃变以及T_c以下的比热行为。结果表明:有关热力学量的临界值与实验结果定性相符;T_c以下的比热行为在整个温区与CeCu_2Si_2和UBe_(13)的实验结果符合。     

常压和高压合成MgB2的低温比热及两个超导能隙研究

测量了常压和高压合成MgB2超导样品6K—80K的比热,并在数据拟合中考虑了爱因斯坦振动模的贡献,得到其电子比热数据.解释了超声测量得到的德拜温度和低温比热拟合结果之间的巨大差异.并且在12K附近观察到了异常的电子比热,此异常来源于MgB2的第二个能隙.此外,对高压和常压合成对样品的影响做了初步分析. 关键词： 低温比热 MgB2 能隙     

CeCu2Si2和UBe13的超导理论(Ⅱ)——热力学量的计算

根据文献[1]中给出的模型和能隙方程,计算了超导态的热力学临界磁场,T_c处的比热跃变以及T_c以下的比热行为。结果表明:有关热力学量的临界值与实验结果定性相符;T_c以下的比热行为在整个温区与CeCu₂Si₂和UBe₁₃的实验结果符合。 关键词：     

重费米子系统低温正常态比热的理论研究

本文考虑由重费米子系统中的相干性导致的态密度在费米能附近出现赝能隙,提出了一个计算这类系统正常态比热的公式,并系统研究了不同参数情况下比热变化的行为。结果表明赝能隙对低温比热有较大影响。我们拟合了CeAk_3常压和加压情形下的实验数据,得到了相符较好的结果。     

高分辨差分比热测量方法及在高温超导体研究中的应用

差分比热实验方法是测量两个样品的比热差,具有高达万分之一的比热测量分辨率,适合测量相变时微小的比热变化及宽温区的电子比热.文章介绍了高分辨连续升温差分比热实验的测量原理和测量方法,并以铜氧化物高温超导体Y0.8Ca0.2Ba2Cu3O6+x为例,介绍了差分比热实验手段在宽温区电子比热的获得、正常态赝能隙及超导凝聚能研究等方面的应用.     

Kondo晶格中的超导理论

为解释重费密子超导现象,本文在Kondo晶格中建立了S波和P波超导理论,并在推广的Nambu空间中对f电子和传导电子的杂化作用进行了自洽处理,计算了有关物理量。理论证明:如果认为f电子参与超导,对S波,所得到的超导转变温度与Tachiki等人的结果一致,但比热跃交与他们的不同,本文的结果更合理些;对P波,由Kondo晶格模型描述的重费密子超导系统等效于修正的局域的费密超流体。此外,本文还研究了杂质散射对超导态的影响,并对各种不同的超导态分别得到了出现无能隙超导的条件。 关键词：     

FeMnAl合金的低温比热

本文给出了Mn成分在25at.％左右,Al成分从0-14at.％变化的一些FeMnAl合金在2-7.5K温度区间内的低温比热测量结果.联系于电阻率随温度变化的反常行为,我们认为Al原子的外层电子可能已经进入合金的d带.比热中大的线性项来源于磁相互作用不均匀性的贡献.实验中没有发现起源于自旋原子团的常数项存在.     

重电子金属CeCu(6-x)Nix低温电阻与比热的研究

测量了重电子金属CeCu6-xNix(x=0,005,01,015,02)01K—250K的低温电阻和5K—70K低温比热,发现样品电阻的极大值温度随着掺Ni含量的增大而急剧下降,这一现象反映少数与Ni邻近的Ce离子在极低温下磁矩的加强和整个Ce离子点阵对导电电子相干散射的减弱.与此相反,低温电子比热系数γ在较低温度下近于常数,而在8K附近因有效质量变大而明显上升,但γ明显上升的温度,对Ni的含量却不敏感,表明绝大部分Ce离子的状况并未受到影响 关键词： 重费米子系统 低温比热 低温电阻     

最近邻强交换相互作用对spin-1纳米管热力学性质的影响

利用有效场理论研究了纳米管上最近邻强交换相互作用下Blume-Capel模型的内能、比热和自由能,得到了系统的内能、比热和自由能与最近邻强交换相互作用、晶场强度和温度的关系.结果表明:最近邻强交换相互作用、晶场强度和温度等诸多因素相互竞争,使系统表现出比J_1=J_2=J=1时的BC模型更为丰富的热力学性质;系统内能随温度的变化曲线表现出不连续性;比热随温度的变化出现奇异性;一定条件下,基态时的自由能会发生突变.     

La1—xCaxMnO3系列样品的低温比热

我们系统地研究了Ｌａ１－ｘＣａｘＭｎＯ３多晶样品的低温比热，计算了相变时的比热跳跃和熵变，由此得出电子比热系数，并与自由电子比热系数和能带结构的计算结果进行了比较．我们认为电子关联作用和电子－声子相互作用对费米面态密度有较大的影响．同时我们发现Ｌａ０．８Ｃａ０．２ＭｎＯ３样品出现两个比热峰，这可能是由于两次磁相变造成的．     

强激光照射对2H-SiC晶体电子特性的影响

使用基于密度泛函微扰理论的第一原理赝势法, 计算了纤锌矿结构2H-SiC晶体在强激光照射下的电子特性, 分析了其能带结构和电子态分布. 计算结果表明: 2H-SiC平衡晶格参数a 和c随电子温度T_e的升高逐渐增大; 电子温度在0–2.25 eV范围内时, 2H-SiC仍然是间接带隙的半导体晶体, 当T_e超过2.25 eV达到2.5 eV以上时, 2H-SiC变为直接带隙的半导体晶体; 随着电子温度升高, 导带底和价带顶向高能量或低能量方向发生了移动, 当电子温度T_e大于3.5 eV以后, 价带顶穿越费米能级; 电子温度T_e在0–2.0 eV变化时, 带隙随电子温度升高而增大; T_e在2.0–3.5 eV范围变化时, 带隙随电子温度升高而快速地减少, 表明2H-SiC晶体的金属性随电子温度T_e的继续升高而增强. 在T_e =0, 5.0 eV 处, 计算了2H-SiC晶体总的电子态密度和分波态密度. 电子结构表明T_e =0 eV 时, 2H-SiC 是一个带隙为2.3 eV的半导体; 在T_e =5.0 eV时, 带隙已经消失而呈现出金属特性, 表明当电子温度升高时晶体的共价键变弱、金属键增强, 晶体经历了一个熔化过程, 过渡到金属状态.     

Y_(0.9)Ba_(0.1)CuO_3超导体的低温比热

测量了陶瓷超导体Y_(0.9)Ba_(0.1)CuO的低温比热,在Tc=90K附近未观察到比热跃变,而发现在12K附近存在典型的λ-相变,反映在样品中同时含有一个低Tc的超导相。从12K以上的低温比热数据计算出该超导体的德拜温度为400K左右,比热中线性项的系数较大,其中含有原子振动自由度的贡献。     

超小金属粒子的热力学性质

超小金属粒子系综的热力学性质受到分离电子能级分布和能级关联的影响。在考虑能级统计后，数值计算了含有奇数或偶数个电子的超小金属粒子正则系综的电子比热和自旋磁化率，并讨论了其低温和高温特征。作为例子，本文数值纳米铝粒子的电子比热和自旋磁化率。     

变形及电场作用对石墨烯电学特性影响的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了变形、电场及共同作用对石墨烯电学特性影响的电子机理.研究表明,本征石墨烯的能隙及态密度值在费米能级处均为0,呈现出半金属特性;在一定的变形量下对石墨烯施加剪切、拉伸、扭转及弯曲变形作用,发现剪切和扭转变形对打开石墨烯能隙的作用明显;对本征石墨烯施加不同方向的电场,可知010电场方向对打开石墨烯能隙的作用效果最强.这是因为该电场方向下石墨烯C-C原子间的布居数正值较大,成键键能较高,而负值数值较小,反键键能较低;线性增加电场强度,石墨烯的能隙呈线性增长势;变形及电场共同作用下,外加电场提高了变形对打开石墨烯能隙的作用效果,但不及两种外场叠加的作用效果.     

CuHg_2Ti型Ti_2Cr基合金的电子结构、能隙起源和磁性研究

利用第一性原理计算方法,研究了CuHg2Ti结构下Ti2CrK(K=Sb,Ge,Sn,Sb,Bi)系列合金的电子结构、能隙起源和磁性.研究发现:Ti2CrK(K=Si,Ge)合金是普通半导体材料;Ti2CrK(K=Si,Bi)合金是亚铁磁性半金属材料,其半金属性能隙受到Sb和Bi原子s态的直接影响;Ti2CrSn合金是完全补偿的亚铁磁性半导体.基于Ti2CrSn合金两个自旋方向上的能隙起源不同,通过Si和Ge替换掺杂同族Sn元素调制能隙的宽度,获得了完全补偿亚铁磁性自旋无能隙材料;通过Fe和Mn替换掺杂过渡族Cr元素获得了一系列半金属材料.Ti2Cr1-xFexSn和Ti2Cr1-xMnxSn合金都具有亚铁磁性.所研究的这些半金属性合金的分子磁矩Mtotal与总的价电子数Zt服从Mtotal=Zt-18规则.     

三种奥氏体不锈钢的低温比热

本文给出了国产18-8,21-6-9,K-55奥氏体不锈钢2-10K低温比热测量结果。比热中线性项有可能部分地来源于磁的贡献。直到2K,没有发现起源于自旋原子团的常数项存在。     

二氧化铀电子结构和弹性性质的第一性原理研究

本文采用第一性原理的方法系统研究了UO₂的晶体结构、电子结构和弹性性质. 在计算中采用广义梯度近似结合Hubbard U项描述电子的局域强关联效应. 首先通过计算能带带隙大小并与理论值比较的方法, 得到了合理的有效库仑相关作用能(U_eff)的取值, 同时通过态密度的计算, 进一步验证了U_eff取值的合理性. 计算得到UO₂中U原子的U_eff值为3.30 eV (U_eff=U-J, U=3.70 eV, J=0.40 eV). 应用此参数计算得到的UO₂晶格常数为5.54 Å, 带隙宽度为2.17 eV. 该结果优于目前现有的研究结果, 同时在同样的U_eff值条件下计算所得到的弹性常数与实验值也符合得较好. 相较于之前的基于实验测量并分析得到的U_eff值, 我们所采用的方法在对UO₂性质描述上更为准确. 不同的有效库仑相关作用能取值下的态密度结果表明, 有效库仑相关作用能的大小可以影响铀原子5f电子轨道的分布.     

C60分子电子性质的理论研究

根据C₆₀分子的结构特征,构造了电子的局域波函数,在该函数表象下计算了电子格点之间的跳跃能量.对不等性sp³杂化,通过优化计算,当有效核电荷数Z=1.112时,得到的能隙(最低未占据轨道(LUMO)与最高占据轨道(HOMO)之间的能量差)、能带宽度以及电离能阈值分别为1.70eV,12.19eV和8.13eV.这与实验结果符合得较好.与之相应的电子跳跃能量是：最近邻分别为-2.299eV,-2.113eV;次近邻分别为0.103eV,0.170eV;三近邻分别为 关键词：