利用第一性原理计算分析Bi-2212超导机理及H_2S零电阻现象的成因

利用第一性原理分别对掺杂的Bi-2212高温超导材料以及高压下的H_2S分子中各元素的分波态密度谱(PDOS)进行了计算。根据计算结果对Bi-2212的超导转变温度Tc随掺杂含量的改变而变化,以及H_2S在高压下的零电阻现象进行了分析。在Bi-2212超导材料处于最佳掺杂含量时,电子能量接近于费米面附近的超导赝能隙,从而降低了形成超导电子对所需的凝聚能,因此这些电子转变为超导电子对。另外,靠近费米面处的电子态密度在最佳掺杂量时达到最大值,即能够被诱导为库伯对的电子数量增多,在上述两方面的共同作用下,电子在较高的温度下能够更容易转变为超导电子对,因此超导转变温度提高。同时对高压下的H_2S晶体的PDOS谱进行了计算,根据计算的结果分析得到,高压下的H_2S由于晶格的收缩破坏了原子之间的成键,使得电子的分布已经不满足泡利不相容原理,而是以一种类似于"团聚"的形式存在。当对高压下的H_2S加载电压后,这些"团聚"的电子能够作为载流子移动从而形成电流,在此过程中,电子之间很难发生碰撞,其总动量的改变量可以认为是零,这是造成高压下的H_2S能够在室温范围内表现出"零电阻"现象的成因。