鐵基超導(dǎo)體的晶體化學(xué)以及第一性原理計算并輔助探索新型超導(dǎo)材料.pdf

1、材料預(yù)測最開始被認(rèn)為是“不可能實現(xiàn)”。到目前為至，該領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展出了多種理論來優(yōu)化穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的尋找。我們同樣基于第一性原理準(zhǔn)確的總能計算，提出了形成能方法來輔助新結(jié)構(gòu)的探索。在這個過程中，我們從零開始成功搭建了第一性原理計算平臺，并在此基礎(chǔ)上完成了一系列新材料的電子結(jié)構(gòu)計算。這些信息幫助了我們對這些新材料物性方面的理解。我們設(shè)計了多個體系下的一系列新結(jié)構(gòu)，并研究了這些結(jié)構(gòu)的形成能。結(jié)合大量的已有文獻(xiàn)及實驗，我們最終得出了如下結(jié)論:1）已有

2、材料的形成能一般為負(fù)值或者極其接近零;2）形成能為正值的結(jié)構(gòu)一般很難成相;3）但是形成能為負(fù)值的新結(jié)構(gòu)也不一定能成相。在這些結(jié)論的幫助下，可以節(jié)省部分人力物力，也為提高探索新材料的效率打下了一定基礎(chǔ)。
　　我們總結(jié)了鐵基超導(dǎo)體在結(jié)構(gòu)及晶體化學(xué)上的特點。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一批潛在的新型超導(dǎo)結(jié)構(gòu)。在對這些新結(jié)構(gòu)進行形成能評估后，對其中的部分新結(jié)構(gòu)進行合成。我們成功合成出Sr2Cr3As2O2，并對其物性進行測量，并進行了相應(yīng)的第一性原理

3、計算。
　　同時對我們組近幾年發(fā)現(xiàn)的新材料進行了及時的第一性原理計算。這部分工作包括:
　　1)計算了Ba2Ti2Fe2As4O的能帶結(jié)構(gòu)，并利用Wannier90得到了其費米面。我們詳細(xì)對比了Ba2Ti2Fe2As4O、BaFe2As2、 BaFe2As2O三個材料的電子結(jié)構(gòu)。在通過費米面計算其電子占據(jù)后，我們發(fā)現(xiàn)這個材料確實存在電子轉(zhuǎn)移。另外我們的研究結(jié)果表明Ti2As2O層可能存在弱的Néel反鐵磁，這個材料的弱反鐵磁

4、與超導(dǎo)共存值得進一步研究。
　　2)利用GGSA+U，我們研究了EuBiS2F的在加U后的電子結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)不同的U對最高占據(jù)態(tài)的導(dǎo)帶影響很少。費米能級處的電子絕大部分來于Eu-4f電子，同時形成了二維性很強的三套費米面。我們計算得到的態(tài)密度顯示，費米能級處的電子態(tài)密度非常高，大約是類似體系的20倍。這很好的解釋了電子比熱系數(shù)和Pauli磁化率的加強。
　　3)我們研究了準(zhǔn)一維超導(dǎo)體K2Cr3As3的電子結(jié)構(gòu)。其基態(tài)是順磁，