图1 (e)  在 =0的费米面的横截面
图1 (f) 在= 的费米面的横截面
为了更好的理解LDA的电子结构，我们给出了非磁态的态密度（图1(a)），这和 以及 的态密度很相似。从-2.0eV到2.0eV的态密度主要来自Mn-3d态，从-6.5eV到-2.0eV的态密度主要来源于O-p态和Se-p态。在O和 之间的p-d杂化是很小的，而在Se和之间的杂化则很大。从2eV到6eV的范围内物理论文，态密度主要来源于La-5s态。费米能级处的态密度是 ，由此计算的磁化率和比热系数分别是 和 。
图1(b)中给出了的能带结构，并且和 的做了比较。从图1(b)和图1(d)中，可以看出在Γ点附近有三个类空穴费米面，在M点附近有两个类电子费米面。图1(e)和图1(f)分别是 和 时费米面的横截面，从图中可以看出最小的类空穴费米面表现出典型的三维特征，此费米面消失于Z点，与此同时，其它两个类空穴费米面表现出很好的二维特征。然而，在中所有的类空穴型费米面均表现出很好的二维特性[22,23]。两个类电子费米面在方向上表现出很小的色散现象，这是因为在附近的费米面比附近的费米面稍大一点。通过移动费米面从 点到M点，也就是一个矢量 ，类空穴费米面将和类电子费米面在很大程度上重叠，表现出了明显的嵌套效应，这个嵌套效应可以在图1(e,f)中看出，这个嵌套效应也可以通过计算林哈德响应泛函被定量得到。图1(c)中，对于未掺杂的化合物来说在M点 [22]很高物理论文，通过电子掺杂和空穴掺杂发现它被明显的压制。强嵌套效应的存在启发人们猜测可能存在某种有序，比如电荷密度波和自旋密度波[22-24,28]可能在较低的温度下存在于未掺杂的化合物中，就像[22-24,28]一样。因此，下面我们将主要研究在条纹状反铁磁态下的电子结构。
图2 在条纹状反铁磁态的态密度
如上所述，强嵌套效应的存在会导致自旋密度波，我们通过第一性原理计算研究了三个不同的磁性态：FM态、AF1态和AF2态，我们发现条纹状反铁磁态是基态，其稳定能是0.29eV论文开题报告。图2给出了条纹状反铁磁态的态密度。从-3.0eV到2.0eV,态密度主要来源于-3d态；从2.0eV到5.0eV，态密度主要来源于La-5s态；在-7.0eV到-3.0eV的范围内，态密度主要来源于Se-4p态和O-2p态,同时还有少量的La态和态。
图3 在NM、FM、AF1以及AF2态随As原子位置变化的能量。插图为AF2态和NM态下的能量差，其中 和 分别是AF2态和NM态的能量
对于铁砷基超导材料，砷原子的内坐标[27]对材料的电子结构起着决定性作用。在图3中，我们研究的是稳定能和磁矩随着Se原子位置的变化而变化的情况。从图中可以看到，随着Se原子位置的变化，棋盘状反铁磁态（AF1）的能量和非磁态的能量变化基本相同。这也就是说，棋盘状反铁磁态收敛于非磁态。对于铁磁态（FM），当Se原子坐标小于0.64时收敛于非磁态；当Se原子坐标大于0.64时物理论文，铁磁态的稳定能随着Se原子坐标的增大而增大。作为基态的条纹状反铁磁态，其能量远小于非磁态，而且硒原子的优化位置是0.6640，这个数据比非磁态的优化位置0.64408大得多。从图3上的插图中所标的数据我们可以看出，AF2稳定能和Mn原子磁矩均随Se原子位置的增大而增大。
总之，通过第一性原理的计算，我们得到了的电子结构，通过比较发现它的费米面和的非常相似。费米面的嵌套以及对的估算，均表明了自旋密度波可能存在于未掺杂的化合物中。不论是空穴型掺杂还是电子型掺杂，都能够在很大程度上压制自旋密度波，这与相似，稳定能和原子磁矩都会随着Se原子位置的变化而发生显著的变化。正是发现了与的诸多相似之处，因此我们预测可能是一种新型的超导母体化合物。
参考文献：
[1]Kamihara Y., Watanabe T.,Hirano M., et al., J.Am.Chem.Soc.，130（2008），3296.
[2]Chen G.F., Li Z., Wu D.,etal., Phys. Rev. lett., 100(2008),247002.
[3]Chen X.H, Wu T., Wu G.,et al.,Nature (London), 453(2008),761.
[4]Ren Z.A., Yang J., Lu W.,et al.,Europhys. Lett., 82(2008),57002.
[5]Ren Z.A., Wei L., Jie Y., et al., Chin. Phys. Lett., 25(2008),2215.
[6]Rotter M., Tegel M.,Johrendt D., et al., Phys. Rev. B, 78(2008),020503.
[7]Rotter M., Tegel M.,Johrendt D., Phys. Rev. lett., 101(2008),107006.
[8]Sasmal K., Lv B.,Lorenz B., et al., Phys. Rev. lett., 101
(2008),107007.
2/2 首页 上一页 1 2 |
