学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

层状氧化物Na_xCoO_2电输运特性的理论研究

作　者: 梁万秋
导　师: 郭振平
学　校: 延边大学
专　业: 理论物理
关键词: NaxCo02 重整化群流方程电荷序格林函数
分类号: O481.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 13次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

NaxCoO2是一种具有较高热电势和较低电阻率的热电材料,有很复杂的电输运和磁电特性。Foo等人对NaxCo02体系的输运性质和磁性质进行了系统的研究,指出体系存在能量尺度不同的铁磁序、反铁磁序和自旋密度波(SDW)；随着Na含量的增加,该材料在低温下表现出有水作用下的超导特性、顺磁金属特性、电荷序绝缘体和居里-外斯金属以及自旋波金属特性；并且当Na含量x>0.75时其磁结构比较复杂。材料具有如此复杂的特性,并且是很好的热电材料,使得许多科研工作者在对该材料的研究上做了大量的工作,并且取得了大量的实验研究成果。本文以这些研究成果为依据,从NaxCoO2结构入手,建立了Na的含量分别为1/3、1/2、2/3三个典型的理论模型,发现随着温度的降低,这些模型具有稳定的基态结构。在Na含量为1/2材料中出现了电荷有序态,随后出现金属-绝缘体转变；而Na含量为1/3、2/3材料中没有出现此种情况,表现出普通金属特性。另外,考虑到磁性离子掺杂对其输运特性的影响,本文还建立了磁性离子掺杂理论模型,发现磁性离子掺杂后体系出现了金属-绝缘体转变。对于理论模型的处理,我们通常采用二次量子化方法给出模型的哈密顿量,利用格林函数和重整化群流方程方法来处理系统的哈密顿量,计算出系统的准粒子能带,从粒子能带关系解释系统的输运性质。理论研究结果表明：Na含量为1/2的材料中,系统的磁性较弱,温度较高时,导带与价带有交叠,系统表现出金属性质,随着温度降低,导带与价带发生分离,体系出现金属-绝缘体转变；Na含量为1/3的材料中,系统表现出反铁磁性,即使在低温下,价带和导带也有较大交叠,体系的输运具有金属性质；Na含量为2/3的材料具有铁磁特性,虽然同一带内的两个子带发生分离,但是带间的价带和导带始终有交叠,体系仍表现出金属特性；而在Na含量较高的体系中掺杂较强的磁性离子时,同一带内的两个子带发生更大的分离,在一定的温度下,使得带间的价带和导带发生分离,同时发生金属-绝缘体转变现象。我们对NaxCoO2材料的输运特性做了大量的理论工作,这些工作不仅为研究该材料的输运特性提供理论依据,同时也为其它材料的电子输运性质提供有力的理论方法。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-13
第一章引言  13-19
  1.1 层状氧化物Na_xCoO_2研究现状  13-18
  1.2 研究意义和研究内容  18
  1.3 论文的基本结构  18-19
第二章理论基础  19-25
  2.1 重整化群流方法  19-21
  2.2 格林函数方法  21-25
第三章层状氧化物Na_xCoO_2的电输运特性  25-51
  3.1 Na_xCoO_2基本结构和输运机理  25-28
  3.2 Na_(0.5)CoO_2氧化物  28-42
    3.2.1 电荷有序理论模型  28-29
    3.2.2 Na_(0.5)CoO_2能态密度计算  29-41
    3.2.3 格林函数法和重整化群流方法比较  41-42
  3.3 Na_(1/3)CoO_2氧化物  42-47
    3.3.1 基于超交换作用的哈密顿模型  42-43
    3.3.2 准粒子能带的格林函数法  43-46
    3.3.3 结果与分析  46-47
  3.4 Na_(2/3)CoO_2氧化物  47-51
    3.4.1 基于双交换作用的理论模型  47
    3.4.2 能带结构分析  47-50
    3.4.3 系统导电特性分析  50-51
第四章磁性离子掺杂对Na_xCoO_2电输运特性的影响  51-54
  4.1 磁性离子掺杂Na_xCoO_2电输运特性  51
  4.2 磁性离子掺杂的理论模型  51-52
  4.3 掺杂作用分析  52-54
第五章结论  54-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
附录A (攻读学位期间发表论文目录)  60-61

层状氧化物Na_xCoO_2电输运特性的理论研究

内容摘要

全文目录

相似论文