AxFeySe2（A=K,Rb,Cs,Tl）铁基超导体的微观结构研究及第一性原理计算

论文摘要

铁基超导体具有丰富的物理现象,引起了人们广泛关注。本文利用透射电子显微镜相关技术研究铁基超导体系的微观结构,采用第一性原理计算与电子能量损失谱相结合的方法,对铁基超导材料K0.7Fe1.77Se2的电子结构进行研究,计算了压强对AxFeySe2（A=K,Rb,Cs,T1）晶格结构、电子结构的影响。得出的结论如下:（1）K0.7Fe1.77Se2超导材料晶体结构为四方结构,Fe-Se层中Fe空位的有序产生了超结构,这种超结构可以用调制波矢q1=1/5（130）和q2=1/4（130）表示,这两套调制波矢是镜面对称的。（2）应用第一性原理计算,发现K0.7Fe1.77Se2超导材料在费米能级附近态密度主要与Fe的3d轨道和Se的4p轨道相关,这种体系的共价性较弱;在低能损失谱中,4.5 eV峰对应Fe的3d轨道的向K的3p轨道的跃迁。15.8 eV峰对应K的3p轨道电子向Fe的3d轨道的跃迁以及Se的4s轨道向Fe的3d轨道的跃迁;展宽的峰22.6 eV对应等离子峰;27.7 eV峰对应K的3p轨道电子向Fe的3d轨道的跃迁。（3）Core-hole作用对K0.7Fe1.77Se2超导材料中Fe的电子能量损失谱的影响,研究发现Core-hole作用下得到的模拟谱与实验结果一致;研究了 U对K0.7Fe1.77Se2超导材料中Fe的电子能量损失谱的影响,发现在U=5 eV左右时,计算结果与实验结果吻合,随着U的增大,Fe的L3峰发生劈裂,说明了 U影响了Fe的2p3/2轨道上的电子向Fe的3d3/2和3d5/2轨道上的跃迁。（4）压强对AxFeySe2（A=K,Rb,Cs,T1）材料晶格常数的影响及压强对AxFeySe 2（A=K,Rb,Cs,T1）材料电子结构的影响,结果表明K0.7Fe1.77Se2在0.5 GPa到7.0 GPa压力范围内,晶格常数a变化在3.4%左右,晶格常数c减少7%左右,9.0 GPa时,晶格常数c剧增2.5%,第二超导相出现。K-K之间的距离增加了 1.2 A;Fe-Fe之间的距离减小0.36 A;Fe-Se层之间的距离减小0.85 A。研究还发现RbFe2Se2在11.0 GPa、CsFe2Se2在9.0 GPa、TlFe2Se2在11.0 GPa时存在类似的变化规律。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王玉平

导师: 张志华

关键词: 铁基超导体,电子结构,第一性原理计算

来源: 大连交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 大连交通大学

分类号: O469

DOI: 10.26990/d.cnki.gsltc.2019.000171

总页数: 66

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标签：铁基超导体论文;  电子结构论文;  第一性原理计算论文;