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超导机制:电声耦合常数计算vs Kohn anomalies

已有 6774 次阅读 2017-3-6 21:23 |个人分类:声子谱计算|系统分类:科研笔记

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1) 各种典型超导体材料:金属氢

2) 各种典型超导材料的超导机制:Kohn异常

3) 超导温度的预测与计算




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一个简单的超导电性模型及新型超导材料的预测


   另外在金属氢化物中,比较稳定的包括MgH2、CaH2等。因此超导根选用这两种化合物获得高温超导的可能性也比较大。而LaNi5H6这些稀土金属氢化物也是值得考虑的高温超导材料

    如果是理想的金属或者是理想的绝缘体,由于其中所包含的导电电子相关性长度太长,或者可以导电的电子数量太少,都不具备超导电性。而那些能够具备超导电性的材料主要是介于两者之间的材料。这也从另一个角度说明超导电性的产生主要源于材料所形成的某种缺陷所致,这种缺陷能够破坏非常完美的费米统计分布。


 

     因为氢原子是自然界中最轻的元素,所以更高温的超导材料可能在各种氢化物之中。可以做这样的估算,如果在铜氧化合物中,用氢原子替代氧原子,则参与超导的原子重量就从16下降到1,下降了16倍。如果其他条件能够控制到与YBa2Cu3O7完全相同,按照同位素效应,则临界温度可以上升4

倍。也就是说这种新型的超导材料其临界温度可以达到300~360K以上,这远远超出了室温。目前的问题是Cu与H之间的键很不稳定,这可能会影响到材料的超导电性

       另外其他的金属氢化物也都不太稳定。比较值得考虑的是锗烷和硅烷,这类化合物稳定性好一点,缺点是导电能力太弱,如果通过掺杂的方式注入电子,则无法控制电子向氢离子传递虚光子。



http://muchong.com/html/201004/1949467.html


金属的电子和声子之间有强烈的相互作用即所谓的kohn异常
此时,波恩奥本海默近似是失效的


MS提供的计算方法中无法提供这一相互作用;因此,计算结果肯定是不符合实际情况的;但据说不考虑kohn异常算出来的金属的声子谱跟实验还是比较符合的



Compare to the other 5 bands crossing the Fermi level, the Fermi surface of strongly nested band (Fig. 6c) shows a complex “vase”-like【花瓶】 topology with strong nesting【嵌套 筑巢】 along Γ-H.


The resultant dynamic Jahn–Teller effect helps to enhance electron-phonon coupling and leads to superconductivity of CaH6. A superconducting critical temperature (Tc ) of 220-235 K at 150 GPa obtained from the solution of the Eliashberg equations is the highest among all hydrides studied thus far.


学习摘录:

To illustrate the contributions associated with different phonon modes, circles with radii proportional to the corresponding electron phonon coupling are plotted in Fig.

 The results indicatesignificant contributions for each direction. For some systems, the superconductivity is facilitated by the strong Kohn anomaliesrealized in the phonon dispersion along different directions in the Brillouin zone.

The strong Kohn anomalies of the low frequency along the high symmetry paths (L-Γ-X) and that may led to significant contributes to the electron-phonon coupling parameters.







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