铁磷族超导体中磁通芯附近的电子结构

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1、南京大学硕士学位论文3ElectronicStructureArounda场rtexCoreinIronPnictideSuperconductorDissertationSubmittedtoNanjingUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofSciencebyXuJian(TheoreticalPhysics)DissertationSupervisor：ProfessorQiang-HuaWan

2、gMay,2011南京大学硕士学位论文南京大学研究生毕业论文中文摘要首页用纸毕业论文题目：铁磷族超导体中磁通芯附近的电子结构理论物理专业垫竖级硕士生姓名：徐健指导教师(姓名、职称)：王强华教授摘要最近有实验发现，在利用扫描隧道显微镜(STM)研究空穴掺杂的铁磷族高温超导材料Bao．6Ko．4Fe2As2中，在磁通芯中心处存在一个有着负偏压峰的束缚态。并且当沿着远离磁通芯的切线的时候，该负偏压峰分成两个峰，最后与能隙的边缘融合在一起。以上现象与以往在磁通芯中心所存在的偏压束缚态不同。本文在有效晶格模

3、型中，对同相位S．波(s++)及反相位s．波(s+一)配对的铁磷族超导体中磁通芯的电子结构采用超大规模计算。最终通过对紧束缚模型的数值计算，认为上述不对称束缚态来源于带边效应。所谓的带边效应是指，偏压电导峰能量的正(负)值取决于费米面比较接近电子或空穴带的带底(顶)。第一章介绍超导体的发展历史。第一节中介绍了常规超导体和非常规超导体，即铜氧化物超导体及新发现的铁基超导体。第二节对铁基超导体的配对机制做了简要的介绍。在第二章中，介绍了STM的基本原理，及其对磁通态的测量。STM是利用量子隧道效应为原

4、理的一项显微技术。其对超导材料进行测量的过程可以类比为对一个点面N．V-S(普通金属．真空一超导体)的超导隧道结两端加偏压而得到响应电流的一个过程，并且可以根据得到的微分电导来判断超导能隙的大小、形状、配对对称性等特征。STM对超导磁通态的微分电导的测量结果发现，在磁通芯的中心位子处会有束缚态的出现。STM对空穴掺杂的铁磷族超导体中磁通态的研究发现两个主要现象，磁通芯中心处的束缚态出现了负偏压电导峰，以及随着远离磁通芯，负电导峰分裂成两个峰，最后再融合到能隙的边缘。南京大学硕士学位论文2第三章中，

5、介绍了对铁磷族超导体磁通芯附近的电子结构的理论计算。将使用紧束缚模型建立有效的s++及S+一波配对的晶格模型，并且得到与实验定性一致的结论。并且发现多带中出现的这种非零偏压电导峰对配对能隙波函数的相位并不敏感。为了对磁通芯附近电子结构进行研究，首先考虑一个简单的单带紧束缚模型，发现当费米能级接近带项／底时，电导峰为负／m的现象，即带边效应。随后，通过对更多能带的研究，即铁基超导体的二带模型(A)、打破了A．B晶格对称性的二带模型(B)、三带模型及目前最完整的带结构五带模型，我们发现带边效应依然存在

6、。这说明带边效应不是由于人为的对能带的简化而引入的错误，而是本身就存在的一种性质。在第四章中，对本文的主要成果做了总结。关键词：高温超导，铁基超导，二(三、五)带紧束缚模型，带边效应，磁通芯，扫描隧道显微镜南京大学硕士学位论文3南京大学研究生毕业论文英文摘要首页用纸THESIS：ElectronicStructureAroundaVortexCoreinIronPnictideSuperconductorSPECIALIZATION：TheoreticalPhysicsPOSTGRADUATE：X

7、坠』i塑MENTOR：Prof．Qiang-huaWangAbstractRecently,experimentaboutvortexcoresinholedopingironpnictidesuperconductors，Bao．6Ko．4Fe2As2，wereresearchedbyScanningTunnelMicroscope(STM)．Anegative-biasconductancepeak，whichindicateaboundstateWasdiscoveredinthecente

8、rofvortex-core．Thepeaksplitsintotwopeakswhenawayfromthecorecenterandeventuallymergestothegapedges．Inthisthesis，weperformedexactlarge-scalecalculationofthevortex-coreelectronicstructureineffectivelatticemodelswithbothinphases-wave(s++)andantiph