NaxCoO2·yH2O体系的高分辨电子能量损失谱和电子结构研究

摘要

本文通过高分辨电子能量损失谱(EELS)的实验分析与密度泛函计算相结合的方法,研究了NaxCoO2·yH2O系统的电子结构特性和电子关联效应.实验结果表明,金属性Na0.3CoO2材料和电荷有序绝缘体Na0.5CoO2的O-K吸收边存在明显的结构差别,在Na0.5CoO2的EELS中第一个峰发生明显分裂,密度泛函计算证实这种分裂现象和电子关联效应直接相关.通过理论模拟谱线与实验谱线的比较确定了其电子关联强度为U=3.0 eV.在Na0.3CoO2·yH2O(y=0,0.6,1.3)超导体系中,实验发现其能损谱的低能部分随着水含量的增加发生系统的变化,损失峰向低能量方向逐步移动.电子结构计算表明水分子的插入可以引起费米面附近能态原子轨道杂化情况的改变,从而导致EELS的变化.