铜氧化物材料中杂质效应的初步计算
超导电性
2009-11-11 v1
摘要
我们描述了一种在密度泛函理论中计算高温超导材料 CuO2 平面上取代 Cu 位点的典型缺陷电子结构的方法。工作主要集中在大多数 STM 对杂质共振态的测量所使用的材料 Bi2Sr2CaCu2O8 上。我们发现，对 Zn、Ni 和空位在该主机材料中 Cu 原位的有效势，与对 STM 共振能量进行典型拟合的势散射模型的结果相当一致。有效势的范围约为 1 Å，具有较弱的长程尾部，这与当前试图通过 STM 数据拟合的扩展势模型形成鲜明对比。对于 Zn 和 Cu 空位的情况，有效势 strongly 排斥，使得 Fermi 能附近的杂质位点态被简单地移除。尽管如此，Zn 和空位的局部态密度( LDOS )在杂质上方仍然表现为局部最大值和局部最小值，与实验结果一致。Zn 和 Cu 空位图案解释为由于样品表面处的有效杂质势的长程尾部。Ni 的情况更为复杂，因为 Ni 原子与接近 Fermi 能的态强烈杂化；特别是，势的短程部分为吸引性，LDOS 随距离表面和杂质位点的距离而快速变化。我们提议，当前围绕观察到的 STM 图案的争议可以通过对 Cuprate 表面附近的有效杂质势和波函数进行正确的处理来解决。讨论了该三种杂质状态的其他方面。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0505014,
title = {Ab Initio Calculation of Impurity Effects in Copper Oxide Materials},
author = {L. -L. Wang and P. J. Hirschfeld and H. -P. Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0505014},
year = {2009}
}
备注
37 pp. pdf including figures, submitted to Phys. Rev. B