PDF《！型烧绿石结构氧化物超导体》

) 为通过

445 计算得到的费米 面附近的能带结构和态密度0 从态密度曲线可看出 对费米面总态密度 # ($?) 贡献最大的是 #$ 1* 和#%= 电子,表明费米面附近的 !% 条能带是由 #$ 1* 电子和 # %= 电子杂化形成 (每个原胞中含 / 个不等 价的 #$ 原子, 每个 #$ 原子有 <

个*轨道 [%&

] ) , 其中 穿越费米面的第

1 条和第 &

条能带在图 % 中用实线 表示0计算得到 #$% #&

费米面处的总态密度# ($?) 为13./ 9:8 !

0 考虑到过渡金属元素 #$ 的1* 电子性质, 本文 在 #$% #&

能带结构计算中加上自旋轨道耦合作用, 计算 得到费米面附近的能带结构与态密度如图%(() 所示0 比较图 % 中的能带结构可以发现,

445 6 7#计算得到的能带在对应于动量空间中的高 对称点处能级发生明显分裂, 费米面附近较平坦的 态密度曲线变成多个较窄的峰0 同时由于费米面附 / <

&

1 物理学报1@ 卷 近的 ! 条能带的带宽增大为 #$%# &

'

, 下带隙减小 造成费米面的下移(从图 还可以看出, 穿越费米面 的两条能带平面性加强使费米面附近的范霍夫奇异 峰增大, 并且费米面下移向着范霍夫奇异峰方向移 动, 使得!( ) ) 的值提高(的计算使!( )) 从/$0% &

'

1 ! 增加为 2$3# &

'

1 ! , 比**+ 计算 时增加了 4!5, 说明重过渡金属元素 .6 的自旋轨 道耦合作用对态密度计算起到了重要的作用( 图 7.6 .3 在不考虑自旋轨道耦合作用和考虑自旋轨道耦合作用时费米面附近的能带结构和态密度 (8) 不考虑自旋轨道耦合作用, (9) 考虑自旋轨道耦合作用 图#7.6 .3 (!!0) 晶面和 (!!0) 晶面电荷密度分布 (8) 未考虑自旋轨道耦合作用 (!!0) 晶面电荷密度分 布, (9) 未考虑自旋轨道耦合作用 (!!0) 晶面电荷密度分布, (:) 考虑自旋轨道耦合作用 (!!0) 晶面电荷密 度分布, (;

) 考虑自旋轨道耦合作用 (!!0) 晶面电荷密度分布 从图 (9) 态密度曲线还可以清楚地看到, 在 计算后 .6 /;

轨道和 . <

轨道分态密度 明显增大(这是由于考虑了自旋轨道耦合作用后束 缚在 .6―. 链上的价电子数增多造成的( 为了看清 这一图像, 本文将 作用前后 7.6 .3 在两 个相互垂直晶面 ( (!!0) 晶面和 (!!0) 晶面) 上的电荷 密度分布示于图 #(从图 # 可以看出, 电荷密度主要 分布在 .6 和.的三维链上, 使得 7.6 .3 的电子特 性表现出三维特性( 从图 # 还可以看出, **+ , -. 计算后 .6 原子的电子云半径扩大, .6 /;

与. <

轨/#3/2期王玮等: !型烧绿石结构氧化物超导体 #.6 .3 (# = 7, >

9, ?6) 电子能带结构的第一性原理计算 道交叠增强, 从而导致费米面处态密度增大! 本文 还计算了与 #$% #&

同构异电超导体!#$% #&

的态密度及电子能带结构! 计 算结果表明三者能带结构相似, 和*$#$% #&

费米面附近的 +% 条能带中穿越费米面的 % 条也是 #$ ,- 轨道和 # %. 轨道杂化而成! 同时还发现随着 碱金属 ! 离子半径的增大, 对外层电子的束缚减 弱, 更多价电子聚集到 #$―# 链上, 使 (#/ ) 随!离子半径的增大而增大!

001 计算得到 和*$#$%#&

在费米面处态密度分别为,2,3 和,2&

3

456 + ,001

7 8# 计算后费米面处态密度 增长为92:;

和:2%9

456 + ! 具有相同结构的三种!型烧绿石结构氧化物超 导体 !#$% #&