【摘要】：超導(dǎo)材料由于其廣闊的運(yùn)用前景和新奇的量子效應(yīng)一直備受關(guān)注,人們希望通過(guò)不斷的探索來(lái)理解超導(dǎo)機(jī)制。2008年以來(lái)發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)體,是繼銅基高溫超導(dǎo)之后的第二類(lèi)高溫超導(dǎo)體,這一發(fā)現(xiàn)為研究超導(dǎo)機(jī)理提供了新的視野和思路�，F(xiàn)階段研究表明,通過(guò)對(duì)超導(dǎo)母體進(jìn)行摻雜或加壓抑制結(jié)構(gòu)相變和磁性相變,就會(huì)出現(xiàn)超導(dǎo)相,并且超導(dǎo)電性會(huì)出現(xiàn)在靠近反鐵磁的邊界上,由此可見(jiàn)結(jié)構(gòu)相變和磁性對(duì)高溫超導(dǎo)電性起到非常重要的作用,研究清楚結(jié)構(gòu)相變和磁性變化對(duì)解決高溫超導(dǎo)機(jī)理具有非常重要的意義。我們的研究重點(diǎn)就是壓力和摻雜對(duì)122系鐵基超導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu),磁性和金屬性的影響。得到的結(jié)論如下：(1)反鐵磁結(jié)構(gòu)的AFe2As2(A=Ca、Si、Ba)分別在2.8GPa、8GPa和13GPa處發(fā)生結(jié)構(gòu)相變,都由正交相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?相變同時(shí)Fe的局域磁矩變?yōu)榱?金屬性增加。壓力抑制了AFe2As2(A=Ca、Sr、Ba)中電荷在各元素之間的轉(zhuǎn)移,在相變點(diǎn)處,抑制增強(qiáng)。對(duì)于AFe2As2(A=Ca、Sr、Ba)來(lái)說(shuō),Fe的局域磁矩對(duì)晶格常數(shù)a,b變化比較敏感,電荷轉(zhuǎn)移對(duì)品格常數(shù)c的變化比較敏感。(2)通過(guò)對(duì)BaMn2As2和BaMn2P2的加壓研究表明,BaMn2As2和BaMn2P2在大約8GPa和7.5GPa處金屬化,壓力繼續(xù)增加,分別在59GPa和41GPa附近發(fā)生結(jié)構(gòu)相變,都是由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)椤八s四方相”,相變同時(shí)Mn的磁矩存在突變,金屬性增加很快。(3)找到了不同摻雜量的BaFe2-xMnxAs2的穩(wěn)定摻雜位。分別計(jì)算了BaFe2-xMnxAs2的形成能與結(jié)合能,說(shuō)明BaFe2-xMnxAs2很可能在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。BaFeMnAs2是具有Ba-FeAs-Ba-MnAs-Ba層狀排列特征的金屬費(fèi)米面處的電子主要由Fe的3d電子貢獻(xiàn),Mn的3d電子幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)。Fe和Mn的3d電子幾乎沒(méi)有相互作用。(4)比較各種可能的磁結(jié)構(gòu)表明,CaCr2As2和SrCr2As2具有G型的穩(wěn)定磁結(jié)構(gòu)。計(jì)算了XCr2As2(X=Ca、Sr、Ba)的彈性常數(shù),體積彈性模量和剪切模量,且都滿足波恩判據(jù),說(shuō)明他們具有力學(xué)穩(wěn)定性,他們都具備良好的韌性,其大小可以按CaCr2As2, SrCr2As2, BaCr2As2排列。通過(guò)壓力研究發(fā)現(xiàn),XCr2As2(X=Ca、Sr、Ba)分別在16GPa、 32GPa、24GPa附近發(fā)生結(jié)構(gòu)相變,均由常壓下的四方相轉(zhuǎn)變?yōu)椤八s四方相”,相變點(diǎn)處Cr局域磁矩均有不同程度突變。
[Abstract]:Superconducting materials have attracted much attention because of their wide application prospects and novel quantum effects, and people hope to understand the superconducting mechanism through constant exploration. Iron based superconductors have been discovered since 2008. It is the second kind of high temperature superconductors after copper base high temperature superconductors. This discovery provides a new vision and train of thought for the study of superconducting mechanism. At present, it is shown that the superconducting phase will appear by doping or pressurizing the superconducting matrix to suppress the structural and magnetic phase transition, and the superconductivity will appear near the boundary of antiferromagnetism. It can be seen that structural phase transition and magnetic properties play a very important role in the superconductivity at high temperature. It is very important to study the structural phase transition and magnetic changes in order to solve the mechanism of high temperature superconductivity. Our research focuses on the effects of pressure and doping on the crystal structure, magnetic properties and gold properties of 122 iron based superconductors. The results obtained are as follows: (1) the antiferromagnetic structure AFe2As2 (AFe2As2) takes place at 2.8GPa8GPa and 13GPa, respectively. The phase transition takes place from the normal phase to the tetragonal phase, and the local magnetic moment of the Fe changes to zero, and the gold properties increase. The pressure inhibits the transfer of the charge between the elements in AFe2As2 (Aca-CaOS-Sr-Ba), and at the transition point, it inhibits the enhancement of the charge. For AFe2As2 (AFe2As2), the local magnetic moment of Fe is more sensitive to the change of lattice constant Ab, and the charge transfer is more sensitive to the change of character constant c. (2) the pressure of BaMn2As2 and BaMn2P2 shows that BaMn2As2 and BaMn2P2 are metallized at about 8GPa and 7.5GPa, and the pressure continues to increase. The structural phase transitions occurred in the vicinity of 59GPa and 41GPa, respectively, from tetragonal phase to collapsed tetragonal phase. At the same time, the magnetic moment of Mn changed and the gold properties increased rapidly. (3) the stable doping sites of BaFe2-xMnxAs2 with different doping amounts were found. The formation and binding energies of BaFe2-xMnxAs2 were calculated, respectively. It shows that BaFe2-xMnxAs2 is probably thermodynamically stable. BaFeMnAs2 is the electron at the Fermi surface of metal with the characteristic of Ba-FeAs-Ba-MnAs-Ba layered arrangement. It is mainly contributed by the 3D electron of Fe. The 3D electron of mn has almost no contribution. Fe and the 3D electron of Mn have almost no mutual contribution. (4) the comparison of various possible magnetic structures shows that CaCr2As2 and SrCr2As2 have G-type stable magnetic structures. The elastic constants, bulk modulus of elasticity and shear modulus of XCr2As2 are calculated, and all of them satisfy the Bonn criterion. It shows that they have mechanical stability, they all have good toughness, and their size can be arranged according to CaCr2As2, SrCr2As2, BaCr2As2. It is found that the structural phase transition occurs in the vicinity of 16GPA and 32GPa24Ga, respectively, from the tetragonal phase to the "collapsed tetragonal phase" at normal pressure, and the local magnetic moments at the phase transition point are all mutated to different degrees.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM26

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本文編號(hào)：2250181