新超導(dǎo)體的第一性原理計(jì)算.pdf

1、我們用全勢(shì)線性綴加平面波方法計(jì)算研究了兩類新超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性。第一部分用雙層超格子原胞模型計(jì)算三元硅化物CaAISi的電子能帶結(jié)構(gòu)，用帶心凍結(jié)聲子法計(jì)算了聲子頻率及電一聲子耦合常數(shù)，并討論了它們的超導(dǎo)電性?？紤]到A1，Si原子分布的無(wú)序性和完全等價(jià)性，以及低頻B<,lgl>聲子頻率的非諧性效應(yīng)，計(jì)算得到穩(wěn)定的低頻B<,lgl>聲子頻率為110 cm<'-1>。對(duì)超導(dǎo)電性有較大貢獻(xiàn)的Ca d態(tài)電子與B<,lg>振動(dòng)模式間的電一聲子耦合常數(shù)

2、為0.37。我們的結(jié)果與用虛晶近似的結(jié)果是一致的。并證明CaAlSi的超導(dǎo)電性可由中等耦合強(qiáng)度的BCS理論來(lái)解釋。 第二部分工作用虛晶模型和考慮了局域自旋密度近似(LSDA)研究具有反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的新超導(dǎo)體MgCNi<,3>的超導(dǎo)電性與磁性隨摻雜度的變化。首先用WEIN2K程序包計(jì)算了MgCNi<,3>的電子能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度。計(jì)算結(jié)果表明，MgCNi<,3>中C 2p與Ni 3d軌道雜化使穿越費(fèi)米面上的Ni 3d，能帶表現(xiàn)出平面

3、性，費(fèi)米面落在態(tài)密度范霍夫奇異(vHs)峰的右坡上。位于鐵磁相變點(diǎn)附近的MgCNi<,3>中Ni d電子具有大的自旋漲落，其態(tài)密度又接近峰值，因此這兩個(gè)特點(diǎn)使材料處于不穩(wěn)定的邊緣而產(chǎn)生相變。而后對(duì)MgCNi<,3>中Mg位分別用Na(空穴)和Al(電子)摻雜，研究Mg<,l-x>，Na<,x>CNi<,3>和Mg<,l-x>Al<,x>CNi (0≤x≤0.5)系列化合物的超導(dǎo)電性和磁性變化。研究結(jié)果表明：對(duì)于空穴摻雜的Mg<,l-x>

4、Na<,x>CNi<,3>，隨著摻雜度X的增大，費(fèi)米面向下方的vHs峰值移動(dòng)。雖然總態(tài)密度增大，但大的自旋漲落使自旋極化向上和向下的態(tài)密度分裂開(kāi)來(lái)，破壞了超導(dǎo)庫(kù)柏對(duì)的配對(duì)，因而超導(dǎo)電性減弱。在摻雜為x=0.09處，自旋劈裂使Mg<,l-x>Na<,x>CNi<,3>產(chǎn)生磁矩，表現(xiàn)出磁性。對(duì)于電子型摻雜Mg<,1-x>Al<,x>CNi<,3>，隨著x的增加，費(fèi)米面向vHs右坡下移，使N(E<,F>)不斷減小，從而超導(dǎo)電性減小。可見(jiàn)，無(wú)論