铁基超导材料结构优化和费米面的Gutzwiller密度泛函研究

<正>铁基超导母体材料中费米面的拓扑性质与超导配对机制密切相关.虽然LDA(局域密度近似)计算正确预言了母体材料的金属基态、费米面的nesting效应以及SDW磁性基态等重要性质,但是对能带结构和费米面拓扑性质的描述仍然有失准确。     

高温铜氧化物超导体中费米弧和费米口袋共存

高温超导体母体欠掺杂区费米面的拓扑形状是理解高温超导体奇异物性的最基本问题,也是20多年来在理论和实验两方面一直争议不断悬而未决的重要问题.中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室(筹)周兴江研究     

开发液体—下一个世纪的课题

一个不平衡的现象20世纪凝聚态物理的发展是极不平衡的。凝聚态物理是研究固体和液体两大体系的基础科学，但是迄今为止，凝聚态物理的主要成就几乎全部集中在固体材料上。一些人们熟知的科学概念如超导电性、费米面、能带、隧道效应、缺陷等等，都是在固体研究中形成的。而构成当今信息时代的高技术产品如半导体芯片、光纤、超导磁体、CD、磁带等，也全部属于固体体系。相比于固体材料的辉煌成就．液体可就显得暗淡得多。无论从科学研究还是开发应用上，液体似乎没有什么值得称道的。可能唯一能在人们头脑中有所印象的只有“液晶”。在美…     

低维高温超导的启示:键收缩与电子双重极化

经典的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论[1～3]认为,费米面附近的电子通过电声耦合作用形成具有玻色子特征的库珀对,即玻色-爱因斯坦凝聚.库珀对在低温条件下相互协调,实现在品格内无阻输运.虽然BCS理论能够很好地描述临界温度TC低于30K的金属或合金的常规超导行为,但是却不足以解释于198...     

FeSe单晶的高压研究进展

FeSe及其衍生化合物是近年来铁基高温超导领域的研究热点.在常压下,FeSe会首先在T_s=90 K形成非磁性的电子向列序,然后在T_c≈8 K出现超导电性;对FeSe施加压力会诱导长程反铁磁序,在更高压力下实现Tc≈37 K的高温超导.澄清高温超导与正常态电子向列序和长程反铁磁序的关系对阐明高温超导机理具有重要意义.针对这一问题,利用立方六面砧高压装置对FeSe单晶开展了较详细的高压电输运性质测量,取得了重要进展.首先,绘制了FeSe单晶完整的温度-压力相图,具体展示了电子向列序、压致长程反铁磁序和超导相随压力的演化关系,观察到圆拱形的反铁磁相界T_m(P),并揭示3种电子序之间的竞争关系;对应电子向列序和反铁磁序被压制的临界压力,FeSe的超导转变温度T_c呈台阶式升高,最终在Pc≈6 GPa实现了T_c~(max)=38.5 K的高温超导.高压霍尔效应测试表明,在2 GPa附近向列序的消失和反铁磁序的出现伴随着费米面重构,正常态从电子型载流子主导转变为空穴型主导,而且霍尔系数在P_c(即T_c~(max)附近出现显著增强,表明临界反铁磁涨落对实现高温超导具有重要作用.结合第一性原理计算,进一步证实FeSe在高压下存在电子型与空穴型费米面,支持与FeA s基高温超导体系类似的费米面嵌套机制,对统一理解FeSe基和FeAs基高温超导机理提供了重要依据.     

宇宙中的物质和反物质

1928年，狄拉克对量子力学研究开拓了一个迷人的新方向，他的波动方程预言了正电子的存在。在当时，任何一个装备较好的实验室里的实验学家，如果他对狄拉克理论有粗浅的认识的话，“就会在一个下午找到正电子”。但是，对当时的实验学家来说，狄拉克理论包含着太多的新奇而表面上看来是非物理的思想，以至于大多数人直到正电子的存在被实验所确证之后，才真正接受了它。所以因发现正电于而获1936年诺贝尔物理学奖的卡尔·安德逊（CarlAnderson）说：“1932年正电子的发现完全是偶然的。”导致正电子发现的这一实验的最初目的是为了直接测…     

固体与分子经验电子理论

最近十六年中,作者在鲍林的金属电子理论基础上,发展了一个固体与分子经验电子理论。它是周期表第六周期和以上78个元素的、上千种晶体与分子结构;结合其它现代实验如中子衍射、电子衍射、微波分析、穆斯鲍尔效应、迴旋共振、正电子湮没、康普顿谱线外形等等实验;经过考验的理论如能带理论、共价键理论、电子浓度理论等等;以及一般的金相平衡图、磁学、力学、热学、电学和其它物理性能等的分析,检查,再分析等反复多次的综合总结。在一级     

模糊系统在日本的现状和展望

模糊逻辑理论是美国加利福尼亚大学伯克利分校教授洛特菲·A·扎德在25年前提出来的。“究竟该给它取个什么名字,我是很费了些思索的。”扎德说,“我也发觉,模糊这个词听起来并不怎么好,可是,我也找不到一个科学术语能比模糊两字更为准确地描述这个理论了。”现在,人们正在用模糊逻辑帮助计算机来模拟我们思维过程和语言中所固有的模糊性和不确定性。计算机解决问题的方式通常是,将问题分解成一系列是或非的判定,它们分别用1和0来代表。但是模糊逻辑却能让计算机所赋予的是些处在0与1之间某些位置上的数值。模糊逻辑所设定的语句或条件,不再是非对即错这样一些绝不允许模棱两可的东西,而是些诸如慢、中、快这样一些没有明确界限的条件。正因为     

三光子实验

电子是人们最常见的一种基本粒子。在自然界中,电子是最轻的带电粒子。正电子是电子的反粒子。电子和正电子有电弱作用(电磁相互作用与弱相互作用的统一)和引力相互作用,但没有强相互作用。由电子和正电子组成的系统,是最简单的电磁相互作用系统,可以用量子电动力学的理论来精确地描述它们。湮没是电子和正电子相互作用的一个特点。在湮没过程中,一对正负电子转化为一些光子。这是粒子间会互相转化的有力证据。当自由正负电子直接碰撞时,可以发生湮没。但正负电子也可以先组成束缚态,然后再湮没。由一个电子和一个正电子组成的束缚态有点象氢原子,但里     

Y_1Ba_2(Cu_(1-x)Sn_x)_3O_y系超导体中Sn替代位置的正电子湮没研究

元素替代效应已成为研究高温超导陶瓷的重要方法之一,而元素替代的真实位置是讨论替代效应的基本点。正电子湮没技术高度敏感于材料中的电子结构与缺陷机构。自从Jean等人首次报道了在高温超导陶瓷中的正电子湮没谱后,许多工作表明正电子湮没技术也是研究该类材料的有力工具。特别是近来一系列的理论计算与实验研究,表明了在高温超     

用正电子湮没辐射Doppler展宽谱测位错密度和空位浓度

一、方法由于正电子对物质结构缺陷的极端灵敏性,正电子湮没谱学已经广泛地被人们用来分析金属试样的缺陷。正电子射入金属试样经过热化后,遇到电子就发生湮没,正电子-电子对的静止质量转化为电磁辐射,主要的形式是产生两个发射方向相反、能量各为0.511MeV的γ光     

丰中子锂同位素的Gamow壳模型计算

对丰中子锂同位素~(7～10)Li进行了现实核力Gamow壳模型计算,研究了同位素链接近中子滴线区的弱束缚和非束缚核的性质,并探讨了单粒子能级中能量高于费米面的连续谱对弱束缚核的低激发能级及其衰变性质的影响.本文从现实核力CD-Bonn势出发,在由质子轨道0p_(3/2)0p_(1/2)与中子轨道0p_(3/20)p_(1/2),及p_(1/2)分波中更高能量的连续谱轨道构成的模型空间内开展Gamow壳模型计算,得到同时具有激发能量与能级共振宽度物理意义的复本征能量.计算结果表明,现实核力Gamow壳模型能同时对稳定束缚以及弱束缚的原子核给出准确的激发能级以及高于核子发射阈值的共振能级的共振宽度.在对~(10)Li的计算中,现实核力Gamow壳模型计算证实了连续谱效应在弱、非束缚核能谱中具有重要的影响.另外,对于弱、非束缚核能级的共振宽度,现实核力相比唯象核力在Gamow壳模型计算中能够给出与实验结果更为吻合的结果,说明对于弱、非束缚原子核,基于拟合稳定核性质的相互作用存在一定缺陷,不能准确描述费米面附近高能核子的关联,而使用适当重整化的现实核力可以避免这一问题.     

BiSrCaCuO高温超导体中正电子湮没多普勒展宽谱的温度关系

继LaBaCuO和YBacCuO之后,不含稀土的、临界温度高于100K的BiSrCaCuO高温超导体的发现,进一步刺激人们研究高温超导机制的热情和寻求具有更高转变温度新体系的努力。正电子湮没是研究固体电子结构、缺陷和相变的有力工具,已成为研究新型氧化物超导体的最灵敏的实验方法之一。它能提供有关样品电子结构、氧空位的分布和迁移以及     

水溶液势对丙氨酸电子结构影响的模拟

使用基于密度泛涵理论的第一性原理计算方法, 模拟了水溶液对丙氨酸电子结构的影响并构造了偶极子等效势. 计算过程分为三步: 首先用“自由团簇计算法”计算了丙氨酸和水分子系统总能量最低的几何位形; 然后基于这一位形, 再由“团簇埋入自洽计算法”得到了水分子外势下丙氨酸的电子结构; 最后用偶极子代替水分子, 并重新计算了丙氨酸的电子结构. 在第三步工作中通过调节偶极子使得丙氨酸电子结构与第二步中水分子外势下的电子结构尽可能地接近. 计算结果表明, 水溶液对丙氨酸电子结构的影响主要是使来自甲基的电子态升高了约0.14 Ry, 使其余各电子态升高了约0.059 Ry, 并使费米面上能隙变宽25%. 偶极子势较好地模拟了水溶液对丙氨酸电子结构的影响. 这将会有效地减少以后的计算量.     

非晶态固体力学

经典的固体变形和断裂理论建立在连续介质尺度,结合位错、晶界、解理等概念可成功应用于各类晶态固体.然而,该经典路径对于拓扑长程无序的各类非晶态固体面临极大的概念和理论挑战.根本原因是,传统晶体学概念在非晶态无序结构中无法定义,导致以此为基础建立的固体力学理论全部失效.本文针对非晶合金这类典型非晶态固体及其对应的原子或胶体模拟体系,介绍和评述与力学相关的研究进展,包括塑性载体、塑性本构理论、蠕变与应力松弛、剪切带、断裂失效.最后,对非晶态固体力学研究的发展现状和未来趋势进行简要总结.     

模糊控制理论与应用研究进展

自从1965年美国加利福尼亚大学的Zadeh教授提出模糊集合论以来,基子模糊集合论形成了一门新学科——模糊系统理论。近年来,模糊系统理论的研究受到了广泛重视,特别是在东方世界中,吸引了众多专家学者的关注,至今其理论研究与工程应用发展相当迅速。目前模糊控制已经作为智能控制的一个重要分支,发展成为具有一定系统理论及大量实际应用背景的一个新的研究领域。进入90年代,日本的电器控制技术相当多地引进了模糊技术,使得本来就相当先进的制造技术又增添了潜在的市场竞争力。目前,模糊技术已广泛应用于自然科学和社会科学的各个领域。鉴于我国有些科技人员对模糊技术发展过程及其内涵不够了解,我们经过大量的日文期刊及其他文献阅读,对国际模糊理论的发展历程以及日本的模糊控制技术作一综述,或许对我国今后从事这一领域研究的学者会有所启发与帮助。     

Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_(2-x)Mg_xO_(8+δ)超导体的正电子寿命研究

自从Maeda等人在Bi-Sr-Ca-Cu氧化物中发现超导电性以来,由于Bi系超导体具有较高的超导转变温度和广阔的应用前景,日益受到人们的重视.在Bi系超导材料的研究中,金属离子的置换对超导性能和材料结构的影响一直是研究的热点之一.许多作者用Pb替换Bi,以便了解Bi-O层对超导电性的作用.文献[4]研究了Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_2O_(8+δ)体系,由Raman散射实验证实Pb可以替换Bi,且其最大替换量可以达到x=0.35;随着Pb含量的增加,超导转变温度T_c从85K减小为76K,并且指出这是由于体系空穴浓度增加所致.然而,Pb掺杂对样品结构的影响以及空穴浓度增加的原因尚不清楚.本工作使用对固体材料微观结构极灵敏的正电子湮没谱仪测量了Bi_2Sr_2CaCu_(2-x)Mg_xO_(8+δ)和Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_(2-x)Mg_xO_(8+δ)系列样品的正电子寿命,给出了正电子寿命和转变温度随掺杂量X的变化关系,研究了Pb掺杂对Bi系超导体电子结构的影响,以及由此引起的样品中空穴浓度变化情况.     

试论de Boer-Zwikker公式在溶液吸附中的应用

一、引言 固体自溶液中的吸附有许多应用,而且已有很长的历史,伹人们对其认识则长期停留在经验阶段。这主要是因为问题太复杂;除了固体表面本身的性质多样化以外,还涉及到溶液本身的理论问题。因此并不夸张地可以这么说:在固体表面的结构和溶液理论比较满意地解决之     

ESR研究β辐照D和L丙氨酸不对称自由基形成

正电子湮没实验表明从~(22)Na衰变产生的正电子优先在L-亮氨酸中形成三重态正电子素。考虑到β粒子和正电子具有不同的螺旋性,β粒子的自旋方向和动量方向相反,具有左手螺旋;正电子的自旋方向和动量方向平行,具有右手螺旋。本文利用~(90)Sr-~(90)Y源的β粒子辐照。D和L丙氨酸分别装于核磁样品管,在10~(-5)mm Hg真空下封管。为了校准管的差异,填装丙氨酸的密度和其他因     

用正电子湮没研究中子辐照Si

硅在能源技术应用中是很重要的材料,随着离子注入技术发展和对掺杂兴趣增加,了解由于粒子辐射而造成辐射损伤引起的空位与退火温度关系是非常重要的.在研究半导体缺陷中,正电子湮没方法是非常有用的方法,因为捕获正电子湮没的特性是受缺陷电荷影响,研究结果表明在半导体中,正电子能被辐射损伤缺陷所捕获.本工作是用正电子湮没寿命来研究经过中子辐照后的单晶硅,未退火及在400～1150℃范围内退火的空位变化情况,讨论了捕获模型.1 实验