Sanderson's电负性均衡原理与库柏对电子

库柏电子对是超导电性机制理论中电声子理论的基础.在超导电性理论的研究中占有非常重要的地位.超导材料的种类非常广泛,有单质金属、合金材料、有机化合物、非金属单质、金属与非金属掺杂材料、金属氧化物.因此对不同材料中库柏对电子起源,状态特征的认识,对于全面认识超导电性的特征具有十分重要的意义.在本文中,以电声子机制超导电性理论为基础,用电负性均衡原理研究了元素之间键的形成对超导电性影响的特征,得出了在超导材料中由于元素之间键的形成,库柏对的电子特征具有特殊的性质,库柏对电子的来源取决于承担超导电性的元素之间键的性质特征.这对于全面理解电声子超导理论具有重要意义.对于进一步研究高Tc铜氧化物超导体的超导电性机理具有重要的指导性意义.     

超导电性理论特征

超导材料的种类非常广泛,有单质金属、合金材料、有机化合物、非金属单质、金属与非金属掺杂材料、金属氧化物等.从超导电性特征又分为非常规超导材料和常规超导材料.因此从超导电性的起源研究超导电性理论的特征具有重要的意义,既是重要的理论研究,又对合成、制备各种新型超导材料具有指导意义.分析研究了超导电性的本征特点,分别从超导的基本物理图像、同位素效应、超导转变温度计算公式表示等方面给出了常规超导体和非常规超导体的全面描述.同时理论上计算了一种有机复合超导材料.     

Cu、O同位素效应与高Tc超导体超导电性机理

Cu元素、O元素在铜氧化物高Tc超导体中对超导电性的产生,超导转变温度的变化,掺杂元素的特征效应具有决定性作用。对Cu元素、O元素的性质特征认识,成键特点,以及在铜氧化物高Tc超导体中的同位素效应清楚的理解,对全面揭示高Tc铜氧化物超导体超导电性机理具有关键作用。通过分析Cu元素、O元素在铜氧化物超导体中的同位素效应,得出了高Tc铜氧化物超导电性的机理仍是电声机制,CuO2平面上的Cu元素,O元素的声子直接参于电声子配对,CuO2平面上的Cu、O元素的键态的声子模对电声配对具有决定性作用。     

电声机制能形成高的超导转变温度Tc

电声子机制能否形成高温超导电性,是超导理论和材料研究的极为重要的课题。本文以Ginzburg原理、Eniashberg方程讨论了在不同的关联态下,电声子形成高的超导转变温度的特征,并以超导材料的本征结构特征讨论了高T_c铜氧化物超导体的结构对高T_c产生的特征。得出:传统电声子理论中对超导材料T_c的值的无特定的限制性,用超导材料的双体结构的物理模型讨论,得出了超导电性机理的电声子机制能形成高的超导转变温度。进一步对高T_c铜氧化物超导体中的电声子的特性给出了一个明确的结论。     

元素性质参数在超导研究中的影响

本文通过分析在超导电性研究中所采用的元素性质参数的影响和所得出的结果。证明微观结构决定宏观性质的规律同样适用于超导电性的研究。进一步研究元素性质参数的实质,揭示出元素的电子构型决定元素的性质,进而决定材料的超导电性性质之间的连锁关系。这对于制备新的超导材料,探索超导机制都是有意义的。     

铁基超导材料FeTe0.5Se0.5的第一性原理研究

采用第一性原理计算了FeTe0.5Se0.5在两种不同结构模型下的电子结构、晶格动力学以及电声子相互作用.结果表明:用两种结构模型计算得到的电子结构大致相同,费米面附近的态密度主要来自Fe d电子的贡献.对两种模型我们根据不可约表示分析了Γ点的光学模频率,并给出了声子谱及声子态密度.用模型1和模型2计算得到的电声子耦合常数λ分别为0.20和0.22,都非常弱,无法解释实验上较高的超导转变温度.因此,超导材料FeTe0.5Se0.5和其他的铁基超导材料一样,都不属于常规的电声子耦合超导材料.     

金属小粒子超导电性的增强与减弱效应

用无规矩阵理论对BCS理论进行修正,得到一种处理金属小粒子超导电性的新方法,用这种方法我们发现：对于自旋s=1/2的金属小粒子,仅具有超导减弱效应;而处于s=0态的金属小粒子,同时具有超导增强和超导减弱效应,并且,金属小粒子超导电性能隙与转变的 关系与宏观金属中的非常类似。     

碱金属单质的奇异高压行为

碱金属元素单质(锂、钠、钾、铷和铯)的原子最外层只有一个近自由的s电子, 在常温和常压下碱金属单质具有简单的体心立方结构. 在压力的作用下, 碱金属原子间距减小, 电子轨道重叠程度增加, 导致电荷发生重新分布(如, s→p或s→d电荷的转移), 引起一系列复杂的结构相变发生(如长程无序非公度结构的形成). 伴随结构相变的发生, 碱金属单质的电子性质也发生了很大的变化, 比如锂和铯出现了超导电性, 更令人惊奇的是锂和钠在高压下还发生了有违传统高压理论的金属到绝缘体的转变. 文中总结了5种碱金属元素单质锂、钠、钾、铷和铯在高压下的丰富结构相变行为, 介绍了各种新型高压相结构, 分析了相变产生的物理机制, 阐述了锂和铯的高压超导电性, 并重点介绍了锂和钠的金属-绝缘体相变. 最后我们还展望了碱金属元素单质的未来高压研究的重点.     

高T_c超导电性的声子-激子联合机制

本文根据高T_c氧化物超导材料的性质及其能带计算结果,提出了高T_c超导电性的声子-激子联合机制,在Eliashberg强耦合超导理论的框架下推出了声子-激子联合机制的超导转变温度T_c公式,并解释了同位素效应和相干长度的新特性。     

AlB_2型结构WB_2点阵动力学的第一性原理研究

对Al B2型结构的二硼化物的超导进行了大量研究,试图寻找新的高温超导体。为了研究硬材料WB2的超导电性,利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Al B2型结构WB2的点阵动力学性质,并与高温超导体Mg B2的相关性质作了比较。WB2的能带在费米能级沿Γ-A方向有两条双重简并的能带。带心声子计算结果表明,声子频率全部来源于B原子振动关联模式的贡献。高频率的B1g和E2g两种声学模式的电声耦合作用较强且对超导电性起着决定性的作用。WB2有着与Mg B2类似的高温超导性质。     

高T_c铜氧化物超导体的低密度载流子特征

用电负性均衡原理研究在高Tc铜氧化物超导体中由于元素中有化学键的形成,形成了低密度载流子浓度并对超导电性产生了强烈的影响;由于元素之间形成化学键,电子密度的分布在超导材料中的不均匀性,使得超导材料中形成宏观物理性质不同的板块结构。     

掺杂二硼化镁体系超导电性与平均价电子数的关系

用平均价电子数作为掺杂二硼化镁超导电性的一个判断标准，对二硼化镁超导体及掺杂二硼化镁超导体系平均电子数进行研究．结果表明，二硼化镁体系超导材料的平均价电子数值在Tc-Zv图中集中分布在2.61附近.     

等价式在簇合物中的应用

介绍了分子或复杂离子的等价式概念，等价式与分子或复杂离子具有相同的价电子数．等价式与分子或复杂离子的结构及它们中的每个原子的成键情况是紧密联系的，同时等价式仅与价电子有关，而与内层电子无关．在等价式中，各种键型之间存在着明确的数学关系式，这个数学关系式完全适用于任何类型的化合物，并且无任何错误之处，同时也扩大了半拓扑图式理论的应用范围．簇合物中存在的键型种类多，成键情况比较复杂．列出了主族原子簇合物和过渡金属簇合物中各种键型之间所符合的数学关系式，这样等价式概念在簇合物中得到了应用，处理结果令人满意。     

磷,砷,锑和铋原子nd轨道在原子簇中的成键作用

对原子簇P_4,As_4,Sb_4,Sb_4~(2-)和Bi_4~(2-)中磷、砷、锑和铋原子的nd轨道参予成键作用进行了研究.通过对体系能量和在形成化学键的两原子间找到键子的几率的计算表明,磷、砷、锑和铋原子的nd轨道对这些原子簇中键的形成起着重要的作用.     

Scaling the Kondo lattice

The origin of magnetic order in metals has two extremes: an instability in a liquid of local magnetic moments interacting through conduction electrons, and a spin-density wave instability in a Fermi liquid of itinerant electrons. This dichotomy between 'local-moment' magnetism and 'itinerant-electron' magnetism is reminiscent of the valence bond/molecular orbital dichotomy present in studies of chemical bonding. The class of heavy-electron intermetallic compounds of cerium, ytterbium and various 5f elements bridges the extremes, with itinerant-electron magnetic characteristics at low temperatures that grow out of a high-temperature local-moment state. Describing this transition quantitatively has proved difficult, and one of the main unsolved problems is finding what determines the temperature scale for the evolution of this behaviour. Here we present a simple, semi-quantitative solution to this problem that provides a basic framework for interpreting the physics of heavy-electron materials and offers the prospect of a quantitative determination of the physical origin of their magnetic ordering and superconductivity. It also reveals the difference between the temperature scales that distinguish the conduction electrons' response to a single magnetic impurity and their response to a lattice of local moments, and provides an updated version of the well-known Doniach diagram.     

Emergence of preformed Cooper pairs from the doped Mott insulating state in Bi2Sr2CaCu2O8+delta

Superconductors are characterized by an energy gap that represents the energy needed to break the pairs of electrons (Cooper pairs) apart. At temperatures considerably above those associated with superconductivity, the high-transition-temperature copper oxides have an additional 'pseudogap'. It has been unclear whether this represents preformed pairs of electrons that have not achieved the coherence necessary for superconductivity, or whether it reflects some alternative ground state that competes with superconductivity. Paired electrons should display particle-hole symmetry with respect to the Fermi level (the energy of the highest occupied level in the electronic system), but competing states need not show such symmetry. Here we report a photoemission study of the underdoped copper oxide Bi(2)Sr(2)CaCu(2)O(8+delta) that shows the opening of a symmetric gap only in the anti-nodal region, contrary to the expectation that pairing would take place in the nodal region. It is therefore evident that the pseudogap does reflect the formation of preformed pairs of electrons and that the pairing occurs only in well-defined directions of the underlying lattice.     

元素分成四大类的新方法

根据各种原子的价电子数目(m)与它们的主量子数(n)之比值(m/n),将元素划分成金属与非金属。     

对应用价层电子对互斥模型的改进

在无机化学教学中,作者对使用VSEPR理论判断分子几何构型作了进一步改进,可以不计算中心原子价层电子总数,不用写出路易斯结构式,也不用以八隅学说为基础的8n+2m规则,而是按照现代价键理论,根据未成对电子数,确定电子对空间排布方式,进而确定分子的几何构型,使模型的使用更简单可靠。