Pressure dependent elastic, electronic, superconducting, and optical properties of ternary barium phosphides (BaM2P2; M = Ni, Rh): DFT based insights
采用密度泛函理论(DFT)对三元磷化物(BaM_2 P_2; M = Ni,Rh)的结构、弹性、电子能带结构和光学性质进行了第一性原理研究。这是第一次详细的压力依赖性研究这些标题化合物的性质。计算出的环境条件下的属性进行比较与现有的实验和理论结果,在可用的。本文研究了费米能级电子态密度N(EF)和德拜温度θ D随压力的变化及其对超导转变温度的影响。N(EF)在BaNi_2P_2中表现出非单调的压力依赖性。另一方面,BaRh 2 P2的N(EF)的压力依赖性是单调的;随着压力的增加而减小,直到15 GPa,并且在更高的压力下饱和。N(EF)的压力依赖性反映在压力依赖的超导转变温度中。德拜温度随着压力的增加而增加。光学参数(介电常数的实部和虚部,折射率,反射率,吸收系数,和损耗函数)与光子能量的变化显示金属的行为补充电子能带结构计算的功能。BaNi 2 P2的吸收光谱在紫外区显示出很强的光吸收,而BaRh 2 P2在包括整个可见光范围在内的更宽的能带上吸收光子。BaNi 2 P2和BaRh 2 P2的反射率光谱表明,这些材料是可见光谱的非常强的反射器,特别是BaNi 2 P2具有用作涂层材料以减少太阳能加热的显著潜力。
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
First-Principles Study for the Anisotropy of Iron-based Superconductors toward Power and Device Applications
通过第一性原理计算,我们研究了铁基超导体超导态的各向异性,以了解其潜在的应用。在BaFe 2As 2和LiFeAs中,c轴穿透深度与ab平面穿透深度的各向异性比$γ_λ$相对较小,即,$γ_λ\sim 3$,表明在这些超导体中的输运应用是有希望的。另一方面,在具有钙钛矿型阻挡层的那些中,例如Sr 2ScFePO 3,我们发现非常大的值$γ_λ\sim 200$,与强各向异性高Tc铜酸盐Bi 2Sr 2CaCu 2 O {8-δ}中的值相当。因此,本征约瑟夫森结堆叠有望沿c轴形成,并且在这些超导体中由于多间隙性质而产生的新颖的约瑟夫森效应也被提出。
2009-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
New Superconducting RbFe2As2: A First-principles Investigation
与具有磁性基态的未掺杂BaFe_2As_2相比,RbFe_2As_2最近被报道为在未掺杂状态下具有Tc = 2.6 K的块状超导体。我们在这里提出的第一性原理计算的结构,弹性和电子性质的这种最新的超导体的结果,并讨论它的行为与其他相关系统。关键词:RbFe 2As 2,电子结构,弹性常数,超导电性PACS:74.70.Dd,74.10.+ v,74.20.Pq,75.25.Ld
2009-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Detailed electronic structure studies on superconducting MgB$_2$ and related compounds
为了理解MgB $_2$化合物的超导行为,我们对MgB $_2$及其相关体系进行了电子结构计算。由弹性性质计算的德拜温度表明,$_2$中的平均声子频率比其它超导金属间化合物中的高,并且只有当声子软化或声子模高度各向异性时,才能用BCS机制解释该材料中异常高的$T_c$。在$E_{F}$附近沿BZ的$Γ$ -A方向发现了一个双简并的准二维能带,它对该材料的超导行为起着重要的决定作用。在此基础上,我们在BeB $_2$、CaB $_2$、SrB $_2$、LiBC和MgB $_2$ C $_2$等一系列等电子化合物中寻找了类似的电子特征,发现MgB $_2$ C $_2$是一种很有潜力的超导电材料。关于MgB $_2$弹性性能的各向异性,从各向同性、中等各向异性到高度各向异性,存在相互矛盾的实验结果。为了解决这一问题,我们采用精确的全势方法计算了MgB $_2$的单晶弹性常数,得到了与方向相关的线性压缩系数、杨氏模量、剪切模量和相关的弹性性质。我们已经观察到大的各向异性的弹性性能。我们计算的极化光学介电张量虽然具有各向同性的输运性质,但仍表现出高度的各向异性。MgB $_2$具有混合成键特性,这已被证实从态密度,电荷密度和晶体轨道哈密顿布居分析。
2001-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electric potential of the electron sound wave: Sharp disappearance in the superconducting state
本文研究了电子声波(一种以费米速度传播的电子分布函数的扰动)在高纯镓单晶中感应的交流电势。电子声的电位和弹性分量表现出对电子弛豫速率的不同依赖性:电位的相位随着温度的增加而增加,弹性位移的相位随着温度的增加而减少。这种效果内的多频带模型,其中的潜在的归因于弹道准波,而弹性组件与零声波。我们观察到超导态的一个神秘性质:伴随晶格形变的所有势的表现,包括通常的声波,在T_c以下几乎以跳跃的方式消失。
2011-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Elastic anisotropy and thermal properties of extended linear chain compounds MV$_2$Ga$_4$ (M = Sc, Zr, Hf) from ab-initio calculations
MV $_2$ Ga $_4$(M = Sc,Zr,Hf)化合物属于一类新兴的材料,其显示出不寻常的超导行为与晶体结构中的延伸线性链的独特组合。为了深入了解它的力学和热学性质,我们在密度泛函理论(DFT)的框架下进行了第一性原理电子结构计算。根据计算出的二阶弹性常数,我们系统地表明,扩展的线性钒链子结构确实会引起弹性和机械模量的各向异性状态。沿着线性钒链的高密度的价电子和传导电子导致线性压缩系数、杨氏模量和剪切模量的方向依赖性。几个伸长方向的泊松比也受到扩展的V链的存在下,极大地影响。如果伸长是沿着V链,则所有化合物在垂直于它的方向上表现出{几乎}相同的泊松比,进一步突出了V链对机械性能的重要性。此外,基于我们的结果,我们讨论了弹性各向异性对化合物超导性能的可能影响。最后,利用Debye-Grüneisen近似,我们计算的热性质与超导临界温度以上的低温热容实验数据吻合得很好.
2018-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Magnesium Diboride, Mechanical and Superconducting Properties
以Alfa Aesar二硼化镁粉末为原料,采用热等静压法合成直径达30 mm的块状样品。在2kbar,1000 C下进行HIP,并在压力下冷却(DMCUP循环),得到完全致密(或低孔隙率)的材料,其具有与最佳报道相当的急剧超导转变和临界电流。用共振超声光谱法测量了材料的弹性常数。它们的值为最致密的样品(体积模量142.5 GPa和杨氏模量272.5 GPa)接近固体二硼化镁的理论预测值。孔隙率是弹性常数较低值的原因。断裂韧性是基于显微硬度和弹性常数的测量进行评估。上临界场和不可逆场与在3GPa下烧结的样品的数据相当。热等静压样品的微观结构特性是增强磁通钉扎的原因。方法允许缩放样品的大小和复杂形状的制造。
2002-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
First-principles study of superconducting ScRhP and ScIrP pnictides
在这项研究中,我们第一次报道了超导ScRhP和ScIrP磷化物的弹性性质,德拜温度,Mulliken人口,维氏硬度和电荷密度的从头算研究。优化的电池参数与实验结果显示公平的协议。弹性常数和模量,泊松比以及Pugh的比率和弹性各向异性因子也被计算,以了解这些三元化合物的力学行为。通过计算的弹性常数证实了它们的机械稳定性。泊松比和普氏比的计算值表明这些化合物的韧性。预期ScIrP比ScRhP更具有弹性各向异性。德拜温度的估计值预测,ScRhP是热传导比ScIrP和声子频率在ScRhP高于ScIrP。由于ScRhP中存在反键Rh-Rh,ScRhP的硬度较低。研究的电子结构预测ScRhP的金属导电性显着降低时,Rh被替换为Ir。在费米能级(EF)的总态密度(TDOS)的主要贡献来自Sc和Rh/Ir在这两个化合物中的d-电子。这两种三元化合物的特征主要是金属键和共价键,离子贡献很小。就超导电性而言,电子-声子相互作用的矩阵元在ScIrP中比在ScRhP中显著增强。
2017-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pressure dependence of structural, elastic, electronic, thermodynamic, and optical properties of van der Waals-type NaSn2P2 pnictide superconductor: insights from DFT study
NaSn_2P_2是最近发现的一种具有范德华结构的超导体系。由于这些化合物具有令人感兴趣的电学、光学、化学、热学和超导态性质,人们对它们产生了极大的兴趣。我们首次用从头算方法详细研究了这个准二维系统的压力依赖结构、热物理、电子能带结构和超导态性质。首次研究了不同电场极化下的光学性质。的弹性各向异性指数指向高水平的机械和键合各向异性的NaSn 2 P2与其高度分层的结构一致。NaSn_2 P_2的超导转变温度Tc随压力的变化而变化。电子能量色散曲线揭示了高水平的方向依赖性;电荷载流子的有效质量对于面外电荷传输特别高。的光学参数互补的基本电子能量密度的状态功能,并弱依赖于入射电场的偏振。NaSn 2 P2的反射率在可见光区非常高,并且在紫外区的扩展能量范围内保持相当高和非选择性。吸收系数在中紫外波段也很高。所有这些光学特性使得NaSn 2 P2适合于光电子器件应用。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structural, elastic, and electronic properties of newly discovered Li2PtSi3 superconductor: Effect of transition metals
采用密度泛函理论(DFT)中的第一性原理计算,采用GGA-PBE交换关联方法,首次对新发现的锂硅化物超导体Li_2 PtSi_3的结构、弹性和电子性质进行了理论预测.所有的理论结果与最近计算的同构Li_2IrSi_3。本研究揭示了用Pt替代过渡金属元素Ir对不同机械、电子和超导性质的影响。自旋-轨道耦合对电子能带结构的影响被发现是微不足道的Li 2 PtSi 3。Li 2 PtSi 3和Li 2 IrSi 3的超导转变温度的差异主要是由于费米能级处的电子态的能量密度的差异而产生的。稍微降低的德拜温度在Li 2 PtSi 3中起次要作用。在本研究中,我们详细讨论了理论结果的含义。
2016-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
DFT based investigation of structural, elastic, optoelectronic, thermophysical and superconducting state properties of binary Mo3P at different pressures
本文采用 DFT 计算研究 0–30 GPa 静水压力下二元 Mo3P 的结构、弹性、光电、热物理性质及其与超导性的关联。
2023-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in the Model of Elastic Jelly
在这项工作中,一个问题是解决有关的超导凝聚体的形成在较早提出的模型的“弹性果冻”,其中声子的价骨架起着启动的一部分。结果表明,与BCS理论不同,形成电子对的动量不为零。这一事实改变了所提出的模型中超导现象的描述模式。首先,在单电子谱中出现的间隙是由于“平均场”的影响,从占据态的一侧的单电子态的能量,最近的邻居在动量网格。其次,凝聚体是由能量低于能隙边缘的单电子态形成的。这就是费米凝聚在系统中出现的原因。第三,在所提出的理论中,电子对以低能激发的形式出现,即,因此,它们的作用被最小化为每个电子能量最小的低能激发,而不再是BCS理论中构成超导凝聚体的“砖块”。
2001-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic band structure, phonon spectrum, and elastic properties of LaOFeAs
本文介绍了最近发现的超导铁氧铌酸盐(LaO 1-xFxFeAs)的母体化合物LaOFeAs的电子能带结构、晶格动力学性质和弹性常数的从头计算结果。从电子能带结构中提取未掺杂LaOFeAs(处于绝缘态或金属态)的全部和部分电子态密度(EDOS)。研究了声子色散和声子态密度。可能的影响的能带结构,EDOS,和PDOS的LaOFeAs上的最终外观的高Tc超导载流子掺杂后进行了讨论。各种独立的弹性常数的绝缘和金属状态的值进行了估计和讨论。
2009-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
New ternary ThCr2Si2-type iron-selenide superconducting materials: synthesis, properties and simulations
最近(2010年11月,PRB,82,180520 R),发现了第一个TC ~ 31 K的ThCr 2Si 2型三元超导体K0.8Fe2Se2。这一发现激发了许多寻找相关材料的活动,并引发了对其性质的深入研究。事实上,很快在一系列相关的三元系(所谓的122相)中也发现了超导性(TC ~ 28-32 K),如CsxFe 2-ySe 2,RbxFe 2-ySe 2,(TlK)xFeySe 2,(TlRb)xFeySe 2等,这形成了一组新的铁基超导材料,没有有毒的As。本文综述了近年来类122铁硒化物体系的合成及其性质的实验研究进展。电子,磁性和弹性性能的最新组的超导材料的理论数据进行了讨论。
2011-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
First-principles prediction of pressure dependent mechanical, electronic, optical, and superconducting state properties of NaC6: A potential high-Tc superconductor
最近,具有方钠石状结构的富碳NaC6已经被预测在相对低的应用(与高Tc的超临界流体静压相比)流体静压下显示出高于100 K的超导转变温度。我们研究了NaC6的结构、弹性、电子、超导态和光电性质与压力的关系。一些重要的热物理性质也进行了探讨。第一次研究了其弹性性质与泊松比、皮尤比和光电参数的关系。发现NaC6仅在40 GPa及以上的高压下结构稳定,与先前的研究一致。该化合物具有高度延展性,化学键合本质上主要是金属。德拜温度表现出很强的压力依赖性。Gruneisen参数也表现出显着的压力依赖性。电子能带结构显示出金属特征,并且由穿过费米能级的高度色散和几乎平坦的能带组成。在40~70 GPa范围内,费米能级上的电子态密度和库仑赝势都随压力的增加而逐渐增加。在E(k)曲线中的分散程度弱地依赖于价带和导带中的压力。首次研究的光学参数谱与电子能带结构有很好的对应关系。NaC6在中紫外区吸收和反射电磁辐射非常有效。在不同的压力下,超导转变温度的NaC6已估计和以前报道的值进行了比较。详细讨论了各种参数对Tc的影响。
2021-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
First-principles exploration of the pressure dependent physical properties of Sn4Au: a superconducting topological semimetal
本研究通过第一性原理计算探究了0-5 GPa压力下超导拓扑半金属Sn₄Au的力学、电子、光学及超导相关性质,揭示了压力对各物性的调控规律,表明其适用于光电子领域。
2024-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Atomic, electronic, and superconducting properties of Zr$_2$Ir compound
本文利用第一性原理计算研究了体心四方Zr$_2$Ir化合物的力学、电子和超导等性质,发现该化合物具有延展性和金属特性,并详细分析了自旋轨道耦合(SOC)对其弹性常数、超导临界温度及电声耦合常数的影响。
2022-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph