YBaCuOX高温超导氧化物和GaNA1N应变超晶格电子结构的研究

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1、湖南大学硕士学位论文YBaCuO-X高温超导氧化物和GaN/A1N应变超晶格电子结构的研究姓名：王新华申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：王玲玲20040315确要采用recursion方法对卤素掺杂的Y-Ba-Cu一0和(GaN)／(A1N)(001)应变超晶格的电子结构进行了计算。recursion方法不需求解繁琐的Schr6dinger方程而直接求出态密度，具有计算量小、能处理菲周期性阀题等优点而得到广泛运用。卤素掺杂的计算结果表明：Y-Ba—Cu．0．X的晶格中Y和Ba主要起提供电子的作用，Cu(1),uCu(2)的态密度高度局域；结合态密度曲线分析了

2、原胞中各原子的成键情况；各个位置上掺F的结果都使费米能EF有所降低，费米能处的态密度N(E，)增大；通过比较各个模型结构能的大小，认为F最有可能占据空的0(5)位和替代链0(1)：对比了F、Cl、Br分别替代链0(1)后其态密度及费米能的差异；最后从电荷转移模型出发，分析了卤素掺杂对Y-Ba—Cu．0超导体电荷分布的影响，探讨了卤素掺杂使超导电性得以改善的原因。本文的计算结果将有助于了解卤素掺杂使超导电性改善的机理，从而对进～步的实验提供理论的指导。通过对YBaCuO等体系的掺杂研究，有可能发现疋更高的超导体。本文第二部分计算了Free．Standing生长的(GaN)／

3、(AIN)(001)应变层超晶格(SLS)的电子结构，具体进行了以下一些工作：对比了GaN、AlN体材料及其形成超晶格后的态密度、能隙；接着分析了存在Ga空位和N空位时超晶格电子结构的变化，结果表明空位的存在会在带隙中产生相应的杂质能级：还计算了在超晶格引入Mg、C掺杂，对超晶格电子结构的影响；分析了超晶格层数n对其态密度的影响：最后计算了超品格表面原子的念密度，分析了超晶格的表面态。fGaN)／(AIN)超品格及其在掺杂和存在空位等缺陷情况下的电子结构是本文研究的主要内容之一，这方面的工作可为(GaN)／(A1N)超品格光电器件的理论研究及实验研制提供理论的参考。关键词

4、：FecgrsioR方法：态密度；高温超导；超晶格YBaCuO．XI岛温超导钒化物和GaN／AIN脚变超品格I乜了：结构的研究AbstractTheelectronicstructuresofhalogen-dopedY-Ba—Cu一0high疋superconductorand(GaN)n／(AIN)nStrained—LayerSuperlattice(SLS)arecalculatedwithrecursionmethodinthispaper．Recursionmethod，whichiswidelyused，cancalculatethedensityofsta

5、tes(DOS)withoutsolvingtheSchr6dingerequation，soithastheadvantagesofarelativelysmallamountofcalculationandbeingabletosolvenon-periodicproblems．Thefirstpartofthispaperdiscussestheelectronicstructureofhalogen—dopedY-Ba—Cu—Ohightsuperconductors．TheresultsshowthatYandBaatomsonlydonatetheirvale

6、nceelectronsandtheDOSofCuatomsarehi曲lylocalized．ThebondingsituationisanalyzedwiththecurvesoftheDOS．BycomparingtheStructureEnergy,Fpreferstooccupythevacanto(5)positionorreplacetheoxygenatomat0(1)position．ThedifferenceofF，C1andBrrespectivelyreplacingtheoxygenatomatO(1)positionisdiscussed．Af

7、terthedopingofhalogen，thevalencesofCuatomincreaseandthoseofOatomdecrease，whichmeansthattheholenumberofCuincreasesandthatof0decreases．FromtheChargeTransferModel，weanalyzetheinfluenceofhalogendopingtotheYBCOsuperconductoranddiscussthereasonfortheimprovedsuperconductin