平均价电子数和拓扑指数与掺杂铁基砷化物超导电性的关系

摘要

自从超导电性发现以来，因其独特的物理学性质，使超导材料研究具有潜在的经济价值和广阔的应用领域。铜氧化物高温超导体的出现，使超导临界转变温度进入了液氮温区，进一步掀起了高温超导研究的热潮。而后发现的MgB2超导体的转变温度为39K，自发现以来在材料、物理、化学等多个学科领域引起了广泛的关注。2008年2月新发现的铁基高温超导体LaOFeAs为人类研究高温超导问题开辟了全新的思路，目前通过铜系元素替代或在高压下，其临界温度已突破50K。然而时至今日，虽然世界很多实验室和研究小组针对铁基高温超导体进行了大量的研究，并取得了很大的成果。但是，在提高其超导转变温度方面，理论指导却寥寥无几。本文运用平均价电子数的方法和数学上常用的拓扑指数方法，提出理论上提高其转变温度的几种方法，为掺杂铁基砷化物的运用提供理论上的参考。
　　本论文通过研究得出了如下结论：
　　1.对于掺杂铁基砷化物超导体，平均价电子数Zv的范围主要集中在3.2217~3.4882之间，而对应的Tc值也相应分别在20K~50K范围内，当平均价电子数在3.3354附近时，掺杂比例最好，可能会得到较高的转变温度。而不论Zv是大于（或是小于）3.3354，Tc都随着Zv的增大（或是减小）而降低，而且变化显著。
　　2.电性连接线指数0F的值的范围在9.1414~9.5834之间，0F在9.3443时的掺杂效果最好；当0F小于9.3443时，Tc随0F的增大而升高；当0F大于9.3443时，Tc随0F的增大而降低，当0F降低至9.4538时，Tc取得最小值20.4K，之后Tc随0F的增大而逐渐增大。
　　3.价电子能级连接性指数0E集中在1.9978~2.0612之间的范围，而且当0E在1.9995附近时的掺杂效果相比之下最好。

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第一章 绪论

1.1前言

1.2超导体的发展历史

1.3高温超导材料的基本特征

1.4超导应用与意义

1.5铁基砷化物简介

1.6本论文的主要研究内容

参考文献

第二章 平均价电子数与掺杂铁基砷化物超导电性的关系

2.1引言

2.2掺杂铁基砷化物体系平均价电子数的计算

2.3结果讨论

参考文献

第三章 拓扑指数与掺杂铁剂砷化物超导电性的关系

3.1拓扑指数的构建

3.2掺杂铁基砷化物体系拓扑指数的计算

3.3结果讨论

参考文献

第四章能级拓扑指数 mV与掺杂铁基砷化物超导电性的关系

4.1引言

4.2理论分析

4.3结果与讨论

参考文献

第五章 总结与展望

作者攻读硕士学位期间发表的论文

致谢