铁基超导体SmOFeAs磁性的理论研究

为了从理论上研究新型5d过渡元素掺杂及压力诱导铁基超导体产生的超导电性,采用密度泛函理论自旋广义梯度近似方法(SGGA+U)计算分析了SmOFeAs的结构及Ir在Fe位上掺杂对体系电子结构和磁性质的影响.结果表明:铁基超导体SmOFeAs体系中Fe-3d电子的库仑势约为4 eV;物理外压和化学掺杂均可抑制SmOFeAs的反铁磁自旋密度波,使体系的磁有序度降低,与实验结果一致;Ir掺杂的SmOFe1-xIrxAs体系从反铁磁自旋密度波逐渐过渡为无磁性态,且超导态与反铁磁态共存并出现在磁性量子临界点附近.

强关联效应下非磁性元素Ir掺杂的SmFeAsO电子结构理论研究

基于密度泛函理论,采用广义梯度近似方法(SGGA+U)计算分析了SmOFeAs电子结构以及Ir掺杂对该体系晶体结构和电子结构的影响.结果表明,随着Ir的掺杂,SmOFeAs晶体结构中FeAs层与SmO层之间的耦合增强,晶体内部所含的铁砷四面体随着Ir掺杂其畸变性程度逐步减小.Fe3d以及As4p杂化轨道对体系电子结构起主要影响作用.Ir掺杂所引入的电子使FeAs层的巡游电子增多、Fe3d轨道中的dz2轨道离域性增强.当Ir掺杂量为20%时,费米面处于电子态密度峰值附近,费米面急剧变化使该体系的Tc值有所增高,反映了体系费米能级移动与其超导电性的密切关联性.计算的电子态密度与XPS所得价带谱实验结果一致,进一步验证了采用SGGA+U方法其包含修正d轨道局域电子的库仑势,使得计算结果与实验结果更加接近.