Использование первопринципных расчетов электронной структуры для определения параметров микроскопических моделей
Диссертация
Исследование фрустрированного магнетизма представляет особый интерес для теоретиков. Открытие сверхпроводимости в твердом растворе внедрения на основе NaCo02, интеркаллированиом водой, вызвало большой интерес как первый случай обнаружения ВТСП на треугольной решетке. С помощью расчетов электронной структуры, выполненных в рамках метода LDA+f/, было показано отсутствие орбитального вырождения… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Методы расчета электронной структуры твердого тела
- 1. 1. Теория функционала плотности (ОРТ)
- 1. 2. Приближение локальной электронной плотности (ЬЭА)
- 1. 3. Метод ЬВА+и
- 1. 4. Вычисление параметров обменного взаимодействия модели Гейзенберга в рамках метода ЬОА+£/
- 1. 5. Вычисление интегралов межузельного перескока в формализме функций Ваннье
- 1. 6. Обобщение метода ЬЭА+£/ на случай магнитной анизотропии и скошенного антиферромагнетизма
- Глава 2. Расчет магнитных свойств монохалькогенидов урана методом ЬБА+С/Ч-ЭО
- 2. 1. Расчет параметра одноузельного кулоновского взаимодействия
- 2. 2. Расчет электронной структуры иБ, иБе и иТе
- 2. 3. Анализ электронной конфигурации
- Глава 3. Описание фазового перехода в серии изоэлектронных твердых растворов Ее811хСех
- 3. 1. Расчет электронной структуры
- 3. 1. 1. Силицид железа РеБ
- 3. 1. 2. Германид железа РеСе
- 3. 1. 3. Твердый раствор РеБ^-яСе^
- 3. 2. Феноменологическая модель
- 3. 1. Расчет электронной структуры
- Глава 4. Микроскопическая модель сосуществования сверхпроводимости и магнетизма в (Но, Ву)№ 2В2С
- 4. 1. Но№ 2В2С и БуМзВзС
- 4. 2. Анализ зонной структуры
- 4. 3. Основные листы поверхности Ферми
- Глава 5. Исследование орбитального, зарядового и магнитного упорядочений в Na-ECo
- 5. 1. Кристаллическая структура и расщепление ¿-уровня
- 5. 2. Расчет электронной структуры в приближении вир-^ туального кристалла для ^о^СоОг и
- Nao.33CoO2l.2H2O
- 5. 3. Расчет электронной структуры Иао. ззСоОг для сверхъячейки
- 5. 4. Расчет электронной структуры Nao.33CoO2l.2H2O в сверхъячейке
Список литературы
- Anisimov V. 1., Ezhov S. Yu., Elfimov I. S., Solovyev I. V. and Rice Т. M. Singlet Semiconductor to Ferromagnetic Metal Transition in FeSi // Phys. Rev. Lett. -1996. -V. 76, 10. -P. 1735-1738.
- Doh H., Sigrist M., Cho В. K. and Lee S.-I. Phenomenological theory of superconductivity and magnetism in HoiIDyINi2B2C 11 Phys. Rev. Lett. -1999. -V. 83, M- 25. -P. 5350−5353.
- Takada K., Sakurai H., Takayama-Muromachi E., Izumi F., Dilanian R.A. and Sasaki T. Superconductivity in two-dimensional C0O2 layers // Nature. -2003. -V. 422, № 6927. -P. 53−55.
- Anderson P. W. Resonating valence bonds: a new kind of insulator? // Res. Mat. Bull. -1973. -V. 8. -P. 153−160.
- Hartree D. The Wave Mechanics of an Atom with a Non-Coulomb Central Field, I 11 Proc. Cambridge Philos.Soc. -1928. -V. 24. -P. 89.
- Born M. and Oppenheimer R. Zur Quantentheorie der Molekulen // Ann. Phys. (Leipzig). -1927. -V. 84. -P. 457−484.
- Ландау Jl. Д., Лившиц Е. М. Квантовая механика: нерелятивистская теория. Москва: Наука, 1974.
- Fock V. Naherungmetide zur Losung des quantenmechanishen Mehrkorperproblem // Z. Phys. -1930. -V. 61. -P. 126.
- Slater J. Note on Hartree’s method // Phys. Rev. -1930. -V. 35. -P. 210.
- Thomas L.H. Proc. Cambridge Philos. Soc. -1927. -V. 23. -P. 542.
- Fermi E. Z. Phys. -1928. -V. 48. -P. 73.
- Hohenberg P. and Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev B. -1964. -V. 136, № 3. -P. 864−871.
- Kohn W. and Sham L.J. Self-consistent equations including exchange and correlation effects // Phys. Rev. A. -1965. -V. 140, Jf- 4. -P. 1133−1137.
- Sham L.J. and Kohn W. One-particle properties of an inhomogeneous interacting electron gas // Phys. Rev. -1966. -V. 145, Jsf- 2. -P. 561−567.
- Kohn W. Nobel Lecture: Electronic structure of matter-wave functions and density functionals // Rev. Mod. Phys. -1999. -V. 71, M-5. -P. 1253.
- Hedin L. and Lundqvist B.I. Explicit local exchange-correlation potentials // J. Phys. C. -1971. -V. 4. -P. 2064−2084.
- Jones R. 0. and Gunnarsson 0. The density functional formalism, its applications and prospects // Rev. Mod. Phys. -1989. -V. 61, Jf- 3. -P. 689 746.
- Andersen O.K. Linear methods in band theory // Phys. Rev. B. -1975. -V. 12, Jf- 8. -P. 3060−3083.
- Terakura K., Oguchi T., Williams A.R. and Kubler J. Band theory of insulating transition-metal monoxides: Band-structure calculations // Phys. Rev. B. -1984. -V. 30, N° 8. -P. 4734−4747.
- Anisimov V.l. and Gunnarsson O. Density-functional calculation of effective Coulomb interactions in metals // Phys. Rev. B. -1991. -V. 43, Jf- 10. -P. 7570−7574.
- Gunnarsson O., Andersen O.K., Jepsen O. and Zaanen J. Density-functional calculation of the parameters in the Anderson model: Application to Mn in CdTe // Phys. Rev. B. -1989. -V. 39, Jf- 3. -P. 1708−1722.
- Liechtenstein A.I., Anisimov V.l. and Zaanen J. Density-functional theory and strong interactions: orbital ordering in Mott-Hubbard insulators // Phys. Rev. B. -1995. -V. 52, Jf° 8. -P. R5467-R5470.
- Judd В. R. Operator Techniques in Atomic Spectroscopy. New York, 1963.
- Anisimov V.I., Aryasetiawan F. and Lichtenstein A.I. First-principles calculations of the electronic structure and spectra of strongly correlated systems: The LDA+U method // J. Phys.: Condens. Matter. -1997. -V. 9. -P. 767−808.
- Marzari N. and Vanderbilt D. Maximally localized generalized Wannier functions for composite energy bands // Phys. Rev. B. -1997. -V. 56. -P. 12 847−12 865.
- Wannier G. H. The Structure of Electronic Excitation Levels in Insulating Crystals 11 Phys. Rev. -1937. -V. 52. -P. 191−197.
- Singh M., Callaway J. and Wang C.S. Calculation of g and g' for iron and nickel // Phys Rev. B. -1976. -V. 14, № 3. -P. 1214.
- Chen C.T., Idzera Y.U., Lin H.-J., Smith N.V., Meigs G., E. Chaban, Ho G.H., Pellegrin E. and Sette F. Experimental Confirmation of the X-Ray Magnetic Circular Dichroism Sum Rules for Iron and Cobalt // Phys Rev. Lett. -1995. -V. 75, JV-a 1. -P. 152.
- Собельман И. И. Введение в теорию атомных спектров. Москва: Физ-матгиз, 1963.
- Ирхин В. Ю., Ирхии Ю. П. Спин-орбитальное взаимодействие. Екатеринбург: УрО РАН, 2004.
- Shorikov А. О., Lukoyanov А. V., Korotin М. A. and Anisimov V. I. Magnetic state and electronic structure of the 6 and a phases of metallic Pu and its compounds // Phys. Rev. B. -2005. -V. 72, Af- 24 458 (18 pages).
- Shishidou T. and Oguchi T. Hartree-Fock study on the 5f orbital magnetic moment of US // Phys Rev. B. -1999. -V. 59, JV- 10. -P. 6813−6823.
- Коротин M. А., Шориков А. О., Лукояпов А. ВАнисимов В. И. Магнитные состояния плутония и его соединений //В сб.: Фундаментальные свойства плутония: сборник тезисов V международного семинара. Издательство РФЯЦ-ВНИИТФ, 2005 -С. 106.
- Twillick D.L. and Plessis P. de V. du Large magnetic anisotropy in single crystal US // J. Magn. Magn. Mater. -1976. -V. 3, № 4. -P. 329.
- Busch G., Vogt 0., Delpalme A. and Lander G.H. Magnetisation of neutron studies of UTe and USbo.8Te0.2 11 J- Phys. C. -1979. -V. 12, № 7. -P. 1391.
- Kraft Т., Oppener P.M., Antonov V.N. and Eschrig H. Relativistic calculations of the magneto-optical Kerr spectra in (001) and (111) US, USe, and UTe // Phys. Rev. B. -1995. -V. 52, № 5. -P. 3561−3570.
- Lander G.H., Brooks S.S., Lebech В., Brown P. J., Vogt O. and Mattenberg K. Measurement of giant magnetic anisotropy in a uranium compound // Appl. Phys. Lett. -1990. -V. 57, 10. -P. 989.
- Fournier J.-M. and Troc R. Handbook on the Physics and Chemistry of the Actinides. Edited by A.J. Freeman and G.H. Lande. North-Holland, Amsterdam, 1985.
- Andersen O.K. and Jepsen O. Explicit, first-principles tight-binding theory 11 Phys. Rev. Lett. -1984. -V. 53, № 27. -P. 2571−2574.
- Andersen O.K., Pawlowska Z. and Jepsen O. Illustration of the linear-muffin-tin-orbital tight-binding representation: compact orbitals and charge density in Si // Phys. Rev. B. -1986. -V. 34, № 8. -P. 5253−5269.
- Solovyev I. V., Liechtenstein A.I. and Terakura K. Is Hund’s Second Rule Responsible for the Orbital Magnetism in Solids? // Phys. Rev. Lett. -1998. -V. 80, № 26. -P. 5758.
- Busch G. and Vogt O. Magnetic anisotropy of single crystals of rocksalttype uranium compounds //J. Less-Common Met. -1978. -V. 62. -P. 335.
- Wedgwood F. A. Magnetic moment distribution in uranium monosulphide // J.Phys.C. -1972. -V. 5, № 17. -P. 2427.
- Jaccarino V., Wertheim G. K., Wernick J. H., Walker L. R. and Arajs S. Paramagnetic Excited State of FeSi // Phys. Rev. -1967. -V. 169, M- 3. -P. 476−482.
- Takahashi Y. and Moriya T. A Theory of Nearly Ferromagnetic Semiconductors 11 J. Phys. Soc. Jpn. -1979. -V. 46, N° 5. -P. 1451−1459.
- Evangelou N. and Edwards D.M. Temperature-induced local moments in MnSi and FeSi // J. Phys. C: Solid State Phys. -1983. -V. 16. -P. 2121−2131.
- Mason T., Aeppli G., Ramirez A. P., Clausen K. N., Broholm C., Stecheli N., Bucher E. and Palstra T. T. M. Spin gap and antiferromagnetic correlations in the Kondo insulator CeNiSn // Phys. Rev. Lett. -1992. -V. 69, N- 3. -P. 490−493.
- Mandrus D., Sarrao J. L., Migliori A., Thompson J. D. and Fisk Z. Thermodynamics of FeSi 11 Phys. Rev. B. -1995. -V. 51, M- 8. -P. 47 634 767.
- Mattheiss L. F. and Hamann D. R. Band structure and semiconducting properties of FeSi // Phys. Rev. B. -1993. -V. 47, N- 20. -P. 13 114−13 119.
- Jullien R. and Martin Richard M. Ground-state and low-lying excitations of the periodic Anderson Hamiltonian in one dimension from finite-cell calculations // Phys. Rev. B. -1982. -V. 26, Jf- 11. -P. 6173−6185.
- Gyorffy B. L. Coherent-Potential Approximation for a Nonoverlapping-Muffin-Tin-Potential Model of Random Substitutional Alloys // Phys. Rev. B. -1972. -V. 5, Ms 6. -P. 2382−2384.
- Siegrist T., Zandbergen H. W., Cava R. J., Krajewski J. J. and Peck W. F. The crystal structure of superconducting LuNi2B2C and the related phase LuNiBC 11 Nature (London). -1994. -V. 367, Ms 6460. -P. 254−255.
- Canfield P. C., Gammel P. L. and Bishop D. J. New Magnetic Superconductors: A Toy Box For Solid-State Physicists // Phys. Today. -1998. -V. 51, 10. -P. 40−46.
- Boaknin E., Hill R. W., Proust C., Lupien C., Taillefer L. and Canfield P. C. Highly Anisotropic Gap Function in Borocarbide Superconductor LuNi2B2C 11 Phys. Rev. Lett. -2001. -V. 87, № 237 001 (4 pages).
- Nohara M., Suzuki H., Mangkorntong N. and Takagi H. Impurity-induced gap renormalization in anisotropic superconductors: Mixed-state specific heat of La2ISrI (CuiyZny)04 and Y (NiiIPtx)2B2C // Physica C. -2000. -V. 341 348, Ms 4. -P. 2177−2180.
- Yatskar A., Budraa N. K., Beyermann W. P., Canfield P. C. and Bud’ko S. L. Heavy-electron behavior in single-crystal YbNi2B2C // Phys. Rev. B. -1996. -V. 54, Ms 6. -P. R3772-R3775.
- Lynn J. W., Skanthakumar S., Huang Q., Sinha S. K., Hossain Z., Gupta L. C., Nagarajan R. and Godart C. Magnetic order and crystal structurein the superconducting RNi2B2C materials // Phys. Rev. B. -1998. -V. 55, N° 10. -P. 6584−6598.
- Абрикосов А. А., Горькое JI. П. Теория сверхпроводящих сплавов с магнитными примесямии // ЖЭТФ. -1960. -Т. 39. -С. 1781−1796.
- Matthias В. Т., Suhl Н. and Corenzwit Е. Spin Exchange in Superconductors // Phys. Rev. Lett. -1958. -V. 1, N° 3. -P. 92−94.
- Matthias В. Т., Corenzwit E. and Zachariasen W. H. Superconductivity and Ferromagnetism in Isomorphous Compounds // Phys. Rev. -1958. -V. 112, N° 1. -P. 89.
- Shulga S. V., Drechsler S.-L., Fuchs G., Muller K.-H., Winzer К., Heinecke M. and Krug К. Upper Critical Field Peculiarities of Superconducting YbNi2B2C and LuNi2B2C 11 Phys. Rev. Lett. -1998. -V. 80, N° 8. -P. 17 301 733.
- S.-L. Drechsler, Shulga S. V., Muller K.-H., Fuchs G., Freudenberg er J., Behr G., Eschrig H., Schultz L., Golden M. S. and von Lips H. Superconducting rare earth transition metal borocarbides // Physica C. -1999. -V. 317−318. -P. 117−126.
- Choi J.-H., Doh H., Choi E.-M. and Lee S.-I. Effect of pressure on the superconductivity and magnetism of Hoi-xDyxN^B^ // Phys. Rev. B. -2001. -V. 65, N° 24 520 (6 pages).
- Sanchez D. R., Michlitz H., Fontes M. В., Bud’ko S. L. and Baggio-Saitovitch E. Observation of a pair-breaking field at the Ni site in nonsuperconducting RENi2B2C 11 Phys. Rev. Lett. -1996. -V. 76, N° 3. -P. 507−510.
- Cho В. K., Canfield C. and Johnston D. C. Breakdown of de Gennes scaling in (RiIR’I)Ni2B2C compounds // Phys. Rev. Lett. -1996. -V. 77, N° 1. -P. 163−166.
- Maki K., Thalmeier P. and Won H. Anisotropic s-wave superconductivity in borocarbides LuNi2B2C and YNi2B2C // Phys. Rev. B. -2002. -V. 65, N° 140 502 (4 pages).
- Siegrist Т., Cava R. J., Krajewski J. J. and Peck W. F. Crystal chemistry ot the series LnT2B2C (Ln rare earth, T — transition element) // Journal of Alloys Compnd. -1994. -V. 216. -P. 135−139.
- Johansson B. Energy position of 4/ levels in rare-earth metals // Phys. Rev. B. -1979. -V. 20, N° 4. -P. 1315−1327.
- Harrison W. A. Localization in / shell metals // Phys. Rev. B. -1984. -V. 29, Af- 6. -P. 2917−2925.
- Singh D. J. Adequacy of the local-spin-density approximation for Gd // Phys. Rev. B. -1991. -V. 44, Af- 14. -P. 7451−7454.
- Pickett W. E. and Singh D. J. LuNi2B2C: A novel Ni-based strong-coupling superconductor // Phys. Rev. Lett. -1994. -V. 72, № 23. -P. 3702−3705.
- Mattheiss L. F. Electronic properties of superconducting LuNi2B2C and related boride carbide phases // Phys. Rev. B. -1994. -V. 49, Af- 18. -P. 13 279−13 282.
- Rhee J. Y., Wang X. and Harmon D. N. Generalized susceptibility and magnetic ordering in rare-earth nicel boron carbides // Phys.Rev.B. -1995. -V. 51, Af- 21. -P. 15 585−15 587.
- Kawata T., Iguchi Y., Itoh T., Takahata K. and Terasaki I. Na-site substitution effects on the thermal properties of NaCo204 // Phys. Rev. B. -1999. -V. 60, Afz 15. -P. 10 584−10 587.
- Ray R., Ghoshray A., Ghoshray K. and Nakamura S. 59Co NMR studies of metallic NaCo204 // Phys. Rev. B. -1999. -V. 59, Af- 14. -P. 9454−9461.
- Marianetti C. A., Kotliar G. and Ceder G. Role of hybridization in NazCo02 and the effect of hydration // Phys. Rev. Lett. -2004. -V. 92, Af- 1 964 051 (4 pages).
- Chou F. C., Cho J. H. and Lee Y. S. Magnetic susceptibility study of hydrated and nonhydrated NaxCo02yH20 single crystals // Phys. Rev. B. -2004. -V. 70, Af- 144 526 (6 pages).
- Leonov I., Yaresko A. N., Antonov V. N., Korotin M. A. and Anisimov V.l. Charge and orbital order in Fe304 11 Phys. Rev. Lett. -2004. -V. 93, M- 146 404 (4 pages).