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掺杂MgCNi3超导电性和磁性的第一性原理研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O511.2[理学—低温物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]东南大学物理系,南京210096
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10574021)和江苏省自然科学基金(批准号:BK2002050)资助的课题.
中文摘要:

从第一性原理出发,计算了MgCNi3的电子能带结构MgCNi3中C2p与Ni3d轨道杂化使穿梭费米面上的Ni3d能带表现出平面性,费米面落在态密度范霍夫奇异(vHs)峰的右坡上.vHs峰上大的电子态密度和铁磁相变点附近的自旋涨落是决定MgCNi3超导电性的重要因素.研究了三种替代式掺杂对其超导电性和磁性的影响,发现电子掺杂使费米能级下滑到态密度较低的位置,导致体系转变为无超导电性的顺磁相;同构等价电子数的金属间化合物的轨道杂化,引起费米面上态密度的减少,降低了超导电性;而空穴掺杂使费米面向vHs峰值方向移动,虽然费米面上电子态密度增大可能提高超导电性,但增强了的Ni原子磁交换作用产生铁磁序,破坏了超导电性.

英文摘要:

We use the first-principles method to calculate the electronic band structures of MgCNi3 . The calculated results show that the hybridization between C 2p and Ni 3d electron orbits leads to the planar characteristic of Ni 3d band. The Fermi level is located on the right slope of the van Hove singularity (vHs) peak. The high density of states (DOS) at the Fermi level with vHs and large magnetic fluctuations near the ferromagnetic phase transition point are the important factors for the superconductivity of MgCNi3 . We study the variance of superconductivity and magnetism for three types of substitute doping in MgCNi3 , and find that the electron doping moves the Fermi level to the lower DOS side, and transforms MgCNi3 to paramagneticm phase without superconductivity. The inter-metal compounds with the same valence electrons doping change the shape of Fermi surface, resulting from the hybridization between atoms. The decrease of the DOS decreases their superconductivity. The hole doping enhances the DOS at the Fermi level on the peak of vHs, but the large magnetic exchange interactions induce the ferromagnetic order, and the superconductivity disappears abruptly.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876