CC BY
0ЗОННАЯ СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЛЕГИРОВАННОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ MgBi
Дихтиевская К.К.1'2, Аргунов Е.В.2, Карцев А.И.2'3, Коновалов П.В. 1, Цаплева
А.С.1, Абдюханов И.М. 1
1 АО «ВНИИНМ», 123098 2 НИТУМИСИС, лаборатория функциональных квантовых материалов, 119049,
Москва
3 Вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук
(ВЦ ДВО РАН), Хабаровск, Россия e-mail: erbium68.167@gmail.com
Высокая критическая температура перехода (Tc) 39 K диборида магния была обнаружена группой Акимицу в 2001 году [1]. С тех пор сверхпроводники на основе диборида магния нашли широкое применение в промышленности, включая устройства магнитно-резонансной томографии, гибридные водородные магистрали, элементы устройств физики высоких энергий и др. В попытках найти родственные соединения с похожими электрофизическими свойствами были изучены свойства боридов изоструктурных MgB2, типа AIB2. В настоящее время продолжаются попытки найти среднетемпературные сверхпроводящие бинарные соединения или тройные сплавы с легированием подрешётки бора или магния [2].
При формировании электрофизических свойств новых сверхпроводящих соединений на основе MgB2 большую роль будет играть их зонная структура и природа межатомных взаимодействий. При замещении Mg на более лёгкие атомы (Li, Na, Be) можно достичь повышения Тс за счёт увеличения фононных частот. Аналогично более тяжелые атомы замещения магния, такие как РЗМ, могут снижать Тс [3].
В настоящей работе рассматривалась возможность химической модификации бинарного среднетемпературного сверхпроводящего соединения при допировании подрешёток базисного соединения, а именно замещения атомов магния на атомы диспрозия.
Моделировались тройные бориды формальной стехиометрии Mgo,9B2Dyo,i.
C помощью первопринципных методов изучен механизм легирования, получены электронные и фононные плотности состояний (DOS), а также определен вклад легирующих элементов в электронную структуру соединений MgB2. Для расчёта принималась суперячейка размером 4x4x3. Диспрозий вводился, как атом внедрения или атом замещения. Для двух полученных суперячеек рассчитаны электронные зонные структуры, плотности состояний, функции локализации электронов и энергия образования.
Первопринципые расчёты проведены при помощи программного пакета Quantum Espresso в рамках формализма теории функционала плотности и теории возмущений в методе функционала плотности.
Литература
1. J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Y. Zenitani, J. Akimitsu. Nature 410, 63 (2001)
2. Wenxian Li a b c, Jixiang Kang a, Siwei Fu a, Yemin Hu a b, Pengfei Hu a, Mingyuan Zhu a b, Ying Li//Rare earth doping effects on superconducting properties of MgB2: A review// Journal of Rare Earths - Volume 37, Issue 2, Pages 124-133 - 2016
3. N. Ojha, G. D. Varma, H. K. Singh, and V. P. S. Awana// Effect of rare-earth doping on the superconducting properties of MgB2 - Journal of Applied Physics 105 - 2009 -pubs.aip.org
