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.     

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     

高压下钪的电子结构与超导电性

本文用自洽半相对论 LMTO 能带方法计算了常压、210kbar 和300kbar 下 Sc 的固体电子结构及超导转变温度.结果表明平均电声矩阵元随压强变化是导致 T_c 增长的主要原因.     

(Ba_(1-x)K_x)BiO_3电子结构与超导电性

用第一原理的ＬＤＦ-ＬＭＴＯ-ＡＳＡ超元胞法，模拟由Ｘ射线吸收谱精细结构测定的ＢａＢｉＯ_３中，Ｂｉ有两种价态Ｂｉ^３＋和Ｂｉ^5＋及与之相应的两种不同键长的Ｂｉ—Ｏ八面体，以及Ｋ掺杂对晶体结构的影响．计算了Ｂａ₄Ｂｉ₄Ｏ₁₂，（Ｂａ_３Ｋ）Ｂｉ₄Ｏ₁₂，（ＢａＫ）Ｂｉ₂Ｏ₆，（ＢａＫ_３）Ｂｉ₄Ｏ₁₂，Ｋ₂Ｂｉ₂Ｏ₆（简记为（４０４），（３１４），（１１２），（１３４），（０２２））五种“样本”的电子结构．结果表明，（４０４）和（３１４）分别为Ｅ_g＝１.６ｅＶ及Ｅ_g＝１.５ｅＶ的半导体，其它“样本”为金属．总能的分析表明（１３４）是不稳定的，故溶解极限为ｘ＝０.５．以“取样”方式按伯努利分布确定任意组分各“样本”的概率，进而计算了（Ｂａ_1-xＫ_x）ＢｉＯ_３电子结构随组分的变化．最后用逾渗模型说明了超导转变温度Ｔ_c在ｘ＝０．２５附近的突变 关键词：     

Nd-(Ce)-Cu-O的电子结构和超导电性

本文应用线性化缀加平面波(WLAPW)方法自洽地计算了Nd₂CuO₄的电子结构,由于局域的Nd₄f电子与导带电子的相互作用(杂化),使Cu—O(1)的dp带在高于Fermi能0.18ev处出现了峰值≈4state/eV·cell的态密度(DOS)峰,可能用来说明Nd_2-xCe_xCuO₄随x变化而出现的超导电性转变。 关键词：     

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.     

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La_2-yBa_yCuO₄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0.37μ_B，与实验值0.48±0.15μ_B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La_8-xBa_xCuO₆的 关键词： 电子结构 自旋极化 磁矩 态密度 超导电性     

高温超导体的电子结构、反铁磁交换和磁性超导机制

高温超导体中电子的自旋和电荷一样重要。文章对高温超导体的电子结构、磁性相互作用和关于单胞层La1.85Sr0.15CuO4存在超导态的最新实验结果作了扼要的介绍，并指出，电子的有效自旋耦合应当是产生高温超导电性的原因。     

Effect of Boron substitution on the superconductivity of non-oxide perovskite MgCNi3

We report synthesis, structural and magnetic (DC and AC) properties of Boron substituted MgCNi₃ superconductor. A series of polycrystalline bulk samples Mg_1.2C_1.6?xB_xNi₃ (x=0.0, 0.08 and 0.16) is synthesized through standard solid-state reaction route, which are found to crystallize in cubic perovskite structure with space group Pm3m. Rietveld analysis of observed XRD data show that lattice parameters expand from a=3.8106 (4) Å for pure, to 3.8164 (2) Å and 3.8173 (5) Å for 5% and 10% Boron substituted samples respectively. DC magnetization exhibited superconducting transition (T_c) at around 7.3 K for pure sample, and the same decreases slightly with Boron substitution. The lower critical field (H_c1) at 2 K is around 150 Oe for pure sample, which increases slightly with Boron substitution. For pure sample the upper critical field (H_c2) being determined from AC susceptibility measurements is 11.6 kOe and 91.70 kOe with 50% and 90% diamagnetism criteria respectively, which decreases to 5.57 kOe and 42.5 kOe respectively for 10% Boron substituted sample. 10% Boron substitution at Carbon site has decreased both the H_c2 and T_c. On the other hand lower critical field (H_c1) at 2 K is slightly increased from around 150 Oe for pure sample, to 200 Oe for 10% Boron substituted sample. Seemingly, the Carbon site Boron substitution induced disorder though has increased slightly the H_c1 but with simultaneous decrease in superconducting transition temperature (T_c) and upper critical field (H_c2). The high relative proportion of Ni in studied MgCNi₃ suggests that magnetic interactions are important and non-oxide perovskite structure make it interesting.     

Electronic structure of the new MgCNi3 superconductor and related intermetallic compounds

The band structure of the new perovskite-like MgCNi₃ superconductor is studied by the self-consistent FP-LMTO method. The superconducting properties of MgCNi₃ are associated with the occurrence of an intense peak in the density of Ni3d states at the Fermi level. The absence of superconductivity for nonstoichiometric MgC_1?x Ni₃ compositions is caused by the transition of the system to a magnetic state. The possibilities of finding superconductivity for ScBNi₃, InBNi₃, MgCCo₃, and MgCCu₃ isostructural with MgCNi₃ are discussed.     

The electronic structure and superconductivity of tellurium at high pressure

Abstract

The electronic bandstructure of tellurium performed at 33 GPa, the highest pressure up to which experimental structural information is available and also its superconducting behaviour are reported here. The bandstructure calculation is done using the self-consistent Linear Muffin Tin Orbital (LMTO) method. The calculation shows a large d density of states at the Fermi energy even though this is a sp metal. The usual s → d transfer mechanism is found to be responsible for the pressure induced superconductivity. The calculated value of T_c agrees fairly well with the experimental value.     

新型超导体MgB2和MgCNi3热、电输运性质研究

报道了两种新型超导体MgB2,MgCNi3和氧化物高温超导体Bi2Sr2Ca0.9Ce0.1Cu2O8+y的热导率-温度关系和电阻率-温度关系.实验发现氧化物高温超导体在进入超导态后热导有所上升,出现极大值后再下降,而MgB2和MgCNi3则单调下降.由Wiedemann-Franz定律分别计算了它们在正常态的电子热导和声子热导.由于共有化电子的非局域性,在MgB2和MgCNi3中电子热导的贡献占据相当大的成分.对电子热导的分析结果表明,在MgB2和MgCNi3的电子热导中静态缺陷对电子的散射占主导地位.     

高温超导体电子结构和超导机理的角分辨光电子能谱研究

超导是一种奇异的宏观量子现象.100多年来,已发现的超导体主要分为两类:以金属或者合金为代表的常规超导体以及以铜氧化物和铁基高温超导体为代表的非常规超导体.常规超导体的超导机理能被BCS超导理论完美解释,但高温超导体的超导机理至今仍未达成共识,已经成为凝聚态物理领域中长期争论且充满挑战的重大科学问题.从实验上揭示非常规超导材料的微观电子结构,是理解其奇异正常态和超导电性机理、建立新理论的前提和基础.角分辨光电子能谱技术,由于可以实现对材料中电子的能量、动量和自旋的直接测量,在高温超导研究中发挥了重要的作用.本文综述了我们利用角分辨光电子能谱技术在铜氧化物和铁基高温超导体电子结构和超导机理研究中取得的一些进展,主要包括母体的电子结构、正常态的非费米液体行为、超导态的能带和超导能隙结构以及多体相互作用等.这些结果为理解铜氧化物和铁基高温超导体的物性及超导机理提供了重要的信息.     

Study on the electronic structure and Fermi surface of 3d-transition-metal disilisides CoSi2

We have investigated the electronic structure, the momentum density distribution ρ(p), and the Fermi surface FS of single crystals of the Pyrite-type 3d-transition-metal disilisides CoSi₂. The band structure calculations, the density of states DOS, and the FS, in vicinity of Fermi level, have been carried out using the full-potential linearized augmented plane wave FP-LAPW method within generalized gradient approximation GGA for exchange and correlation potential. The measurements have been performed via the 2D angular correlation of annihilation radiation ACAR experiments. ρ(p) has been reconstructed by using the Fourier transformation technique. The FS has been reconstructed within the first Brillion zone BZ through the Locks, Crisp, and West LCW folding procedures. The analysis confirmed that Si 3sp states hybrid with both Co 3d–t _2g and Co 3d–e _g states around Γ and X points, respectively. The dimensions of the FS of CoSi₂ have been compared to the present calculations as well as to the earlier results.     

新型超导体MgCNi3的输运性质研究

测量了新型超导体MgCNi3(Tc=8K)的电阻率、正常态Hall效应和热电势等输运性质.电阻率温度曲线表明,在高于70K的温区可以用电声子散射的BlochGr櫣ｎｅｉｓｅｎ公式拟合.Hall系数RH和热电势S在Tc以上的整个温度范围都为负值,强烈表明MgCNi3的载流子类型为电子型.RH在从Tc到140K的温区内基本不随温度变化,但在140K到室温范围,RH随温度升高其绝对值减小,对RH的这种温度依赖关系进行了讨论.S在150K以上近似与温度成线性关系,而在150K以下显示非线性,用电声子相互作用的重整 关键词： 电阻率 热电势 Hall效应