掺杂铁基高温超导材料的电子结构研究[修订]

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1、掺杂铁基高温超导材料的电子结构研究摘要本文采用基于第一性原理的慢势平面波方法对新型铁基超导材料进行计算，所用软件为MaterialStudio中的CASTEP模块。首先建立新型铁基超导材料LaOFeAs的原胞,并釆用虚品近似的方法在0位置掺朵不同浓度的F得到相应的原胞。在对原胞进行几何结构优化的基础上，计算并分析了母体材料以及不同浓度F掺杂的LaOFeAs的晶体结构和电子结构。计算结果表明：掺杂后体系的总能量整体上逐渐减小，费米面处表现为复杂的电子与空穴共存的现象，费米面处的态密度主要来源于Fe的d电子和As的p电了的贡献，F掺朵

2、后的晶体结构更加稳定，并且费米面处的态密度明显减小，在理论上冇利于实现超导屯性。关键词：第一性原理，新型铁基高温超导体，晶体结构，能带结构，态密度Researchonmixediron-basehightemperaturesuperconductivitymaterialsofelectronicstructureAbstractByusingthepseudo-potentialplane-wavemethodsbasedonthefirstprincipletheory,wecalculatedthenewiron-base

3、dsuperconductingmaterials,andthesoftwareweusedtocalculateisCASTEPmoduleofMaterialStudio.Firstly,weestablishedtheprimitivecellofthenewiron-basedsuperconductingmaterialsLaOFeAs,andadaptedthevirtualcrystalapproximatemethodtoobtaintheaccordinglyprimitivecellsbymixingdiffe

4、rentconcentrationofF.Afteroptimizingthegeometricalstructuresofprimitivecells,thecrystalstmcturesandelectronicstructuresofLaOFeAswhichweremixedwithdifferentconcentrationofFwerecalculatedandanalyzed.Theresultsshowthatthetotalenergyofthesesystemsdecreasegraduallyaftermix

5、ing,andthecomplicateelectronsurviveswithholeneartheFennisurface,andthedensityofstatesneartheFermisurfaceismainlycomposedofdelectronsofFeandpelectronsofAs.Inaddition,thecrystalstructuresbecomemorestableaftermixingwithF，andthedensityofstatesneartheFermisurfaceobviouslyd

6、ecrease,whichisbeneficialtotherealizationofsuperconductivityintheory.Keywords：Firstprinciple,Newiron-basedhightemperaturesuperconductivity,Crystalstructure,Bandstructure,Densityofstates摘要IAbstractII弓

7、言]第一章绪论21.1本文的研究背景21・2超导电性的基本特征31.2.1零电阻效应31.2.2迈斯纳效应41.2.3超导体临界参数41

8、.2.4同位素效应41.3新型铁基高温超导休的研究51.4木文主要研究内容7第二章理论基础82.1密度泛函理论82.1.1玻恩-奥本海默绝热近似8),.:;?]}¨·ˇˉ―‖’”…∶、。〃々〉》」』】〕〗！＂1.2哈特利-福克近似82.1.3Hohenberg-Kohn定理92.1.4Kohn-Sham方程92.1.5交换关联泛函92BCS理论102.3虚晶近似104运用的计算方法102.4.1正交化平面波方法102.4.2超软贋势方法112.5本论文所使用的软件112.5.1材料量化计算软件112.5.2制图软件12第三章F掺杂

9、LaOFeAs的电子结构研究133.1本文的研究手段131.1模型的构建和几何结构优化141.2F掺杂的方法143.1.3能带结构和态密度的计算153.2LaO-FxFeAs的晶体结构分析153.3LaO^F^FeAs的能带结构分析162.2LaO