鑭銥硅結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、近幾十年來,由于高溫超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)以及它存在的巨大應(yīng)用前景,使得高溫超導(dǎo)機(jī)制的研究成為凝聚態(tài)物理中的熱點(diǎn)問題之一。盡管BCS理論能夠?qū)鹘y(tǒng)的低溫超導(dǎo)機(jī)制給出解釋,但是對于高溫超導(dǎo)的形成機(jī)理仍不為人知,是目前國際上公認(rèn)的一大物理難題?？茖W(xué)家寄希望于尋找銅氧化合物超導(dǎo)材料以外的新型高溫超導(dǎo)材料,從而進(jìn)一步探索高溫超導(dǎo)的形成機(jī)理以及怎樣實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)材料。La-Ir-Si體系就是這樣一種超導(dǎo)體系:其超導(dǎo)機(jī)制不能夠用BCS理論解釋,并且在實(shí)驗(yàn)上面

2、,通過摻雜,很容易成為高溫超導(dǎo)材料。從材料的電子結(jié)構(gòu)和成鍵機(jī)制出發(fā),借助基于全量子的第一性原理方法已經(jīng)成為探索高溫超導(dǎo)形成機(jī)理的重要手段。本文基于密度泛函理論的第一性原理,結(jié)合全電子勢線性綴加平面波方法(FP-LAPW)和贗勢投影平面波方法(PP-PAW)的計(jì)算優(yōu)勢,針對La-Ir-Si體系四種異構(gòu)體LaIrSi3,LaIrSi,LaIr2Si2-ht,LaIr2Si2-lt的電子結(jié)構(gòu)、成鍵機(jī)制及力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究,并取得如下

3、主要成果:
　　(1).通過對LaIrSi3,LaIrSi,LaIr2Si2-ht,LaIr2Si2-lt的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度的計(jì)算分析,結(jié)果表明:La-Ir-Si體系的超導(dǎo)屬性直接受制于Ir與Si在近費(fèi)米能級附近的p-d軌道耦合強(qiáng)度,當(dāng)La-Ir-Si體系中的Ir原子與Si原子的p-d軌道耦合減弱到一定程度時(shí)(如LaIr2Si2-lt體系中),其超導(dǎo)消失。
　　(2).為了進(jìn)一部分析這種p-d軌道耦合強(qiáng)度,采用了bader的

4、AIM理論分析方法,對體系中的電荷進(jìn)行了定量的分析,結(jié)果表明:超導(dǎo)的轉(zhuǎn)變溫度與Ir原子遷移進(jìn)basin中的電荷量成近線性正比關(guān)系,當(dāng)遷移進(jìn)Ir原子basin中的電荷量減小到一定程度時(shí),即Ir-d和Si-p之間的p-d軌道耦合減弱到一定程度時(shí),該體系的超導(dǎo)屬性消失。
　　(3).最后計(jì)算分析了La-Ir-Si體系的體彈模量和彈性常數(shù)。楊氏模量研究表明,在La-Ir-Si體系中LaIr2Si2-lt在x,y方向剛性最大,LaIrSi在