非中心对称超导材料LaTX（T=Ni,Pt;X=Si,Ge）和CaPtAs的电子结构与拓扑性质研究

发布时间：2022-08-29 18:33

　　非中心对称材料表现出丰富的物理性质,例如非常规的超导和拓扑量子态,是近年来凝聚态物理研究的热点。在非中心对称超导体中,由于反对称自旋轨道耦合的作用,其超导态允许自旋单态和自旋三重态混合,呈现出独特的物理性质。另一方面,近年来研究得比较多的外尔半金属,很多都具有非中心对称的晶体结构。利用第一性原理计算的方法,本论文系统地研究了两类新近发现的非中心对称超导体,即LaTX（T=Ni,Pt;X=Si,Ge）和CaPtAs的电子结构和超导性质。非中心对称超导体LaTX（T=Ni,Pt;X=Si,Ge）具有非点式空间群,包含滑移面对称性以及螺旋对称性。在本论文中,我们计算了 LaNiSi,LaPtSi和LaPtGe的电子结构和声子谱。当不计自旋轨道耦合效应时,这三个材料均有三条穿过费米能的能带,而自旋轨道耦合使得这三条能带劈裂成六条,其能带劈裂的大小随过渡金属元素原子序数的增大而明显增加。通过构建最大化局域Wannier函数,我们获得了体系的紧束缚近似哈密顿量,并由此计算得到了三个材料的费米面,发现其费米面由4个三维费米面与2个分布在X点附近的准二维费米面组成。此外,我们还计算了整个布里渊区的能带... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
2 第一性原理计算方法
    2.1 密度泛函理论
        2.1.1 绝热近似
        2.1.2 价电子模型
        2.1.3 单电子近似
        2.1.4 密度泛函理论
        2.1.5 Kohn-Sham(KS)方程
        2.1.6 交换关联势
    2.2 赝势
    2.3 最大化局域Wannier函数
3 拓扑材料与非中心对称超导体
    3.1 拓扑材料
        3.1.1 拓扑绝缘体
        3.1.2 贝尔几何相位与陈数
        3.1.3 拓扑绝缘体Bi2Se3与Z2拓扑数
        3.1.4 外尔半金属
    3.2 非中心对称超导体
        3.2.1 反对称自旋轨道耦合,自旋单态与自旋三重态混合
        3.2.2 典型非中心对称超导体的实验表征
4 非中心对称超导体LaTX (T=Ni,Pt; X=Si,Ge)的第一性原理研究
    4.1 计算方法
    4.2 电子结构性质分析
    4.3 拓扑性质分析
    4.4 磁性与涨落
    4.5 声子结构与超导电性分析
    4.6 本章小结
5 非中心对称超导体CaPtAs的电子结构研究
    5.1 计算方法
    5.2 电子结构性质分析
    5.3 反对称自旋轨道耦合强度
    5.4 本章小结
6 总结与展望
7 发表文章目录
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]CaPtAs: A new noncentrosymmetric superconductor[J]. Wu Xie,PeiRan Zhang,Bin Shen,WenBing Jiang,GuiMing Pang,Tian Shang,Chao Cao,Michael Smidman,HuiQiu Yuan.  Science China（Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2020(03)
[2]Large unsaturated positive and negative magnetoresistance in Weyl semimetal TaP[J]. JianHua Du,HangDong Wang,Qin Chen,QianHui Mao,Rajwali Khan,BinJie Xu,YuXing Zhou,YanNan Zhang,JinHu Yang,Bin Chen,ChunMu Feng,MingHu Fang.  Science China（Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2016(05)



本文编号：3678803