新型高温超导候选材料Sr₂CuO₂Fe₂As₂的设计及物性研究

摘要

基于现有铜氧化物和铁基两类高温超导体的特性,设计了同时包含CuO2层和Fe2As2层的新材料Sr2CuO2Fe2As2,采用第一性原理方法对其进行了稳定性分析,并计算了母体材料及掺杂后的电子能带结构.结果表明,该物质在能量上处于有利地位,具有良好的稳定性.其电子结构与铁基超导体较为相似,表现出弱金属性,其导电性主要集中在Fe2As2层.空穴掺杂时,CuO2和Fe2As2层层间关联得到削弱,材料的导电性仍由Fe2As2层主导;而在电子掺杂中,不仅Fe2As2层的导电性出现增强,CuO2层的导电能力也大幅度提高.结果表明,所设计的Sr2CuO2Fe2As2的电子结构与两类高温超导体具有相似性,可能成为超导候选母体材料,并具有实验研究和理论分析价值.

关键词

高温超导体 / 第一性原理 / 电子结构