鑭銥硅結構與電子性質的第一性原理研究.pdf

1、近幾十年來,由于高溫超導材料的發(fā)現(xiàn)以及它存在的巨大應用前景,使得高溫超導機制的研究成為凝聚態(tài)物理中的熱點問題之一。盡管BCS理論能夠對傳統(tǒng)的低溫超導機制給出解釋,但是對于高溫超導的形成機理仍不為人知,是目前國際上公認的一大物理難題?？茖W家寄希望于尋找銅氧化合物超導材料以外的新型高溫超導材料,從而進一步探索高溫超導的形成機理以及怎樣實現(xiàn)室溫超導材料。La-Ir-Si體系就是這樣一種超導體系:其超導機制不能夠用BCS理論解釋,并且在實驗上面

2、,通過摻雜,很容易成為高溫超導材料。從材料的電子結構和成鍵機制出發(fā),借助基于全量子的第一性原理方法已經(jīng)成為探索高溫超導形成機理的重要手段。本文基于密度泛函理論的第一性原理,結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)的計算優(yōu)勢,針對La-Ir-Si體系四種異構體LaIrSi3,LaIrSi,LaIr2Si2-ht,LaIr2Si2-lt的電子結構、成鍵機制及力學性質進行了系統(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的能帶結構、態(tài)密度的計算分析,結果表明:La-Ir-Si體系的超導屬性直接受制于Ir與Si在近費米能級附近的p-d軌道耦合強度,當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(如LaIr2Si2-lt體系中),其超導消失。
　　(2).為了進一部分析這種p-d軌道耦合強度,采用了bader的

4、AIM理論分析方法,對體系中的電荷進行了定量的分析,結果表明:超導的轉變溫度與Ir原子遷移進basin中的電荷量成近線性正比關系,當遷移進Ir原子basin中的電荷量減小到一定程度時,即Ir-d和Si-p之間的p-d軌道耦合減弱到一定程度時,該體系的超導屬性消失。
　　(3).最后計算分析了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