Tính Toán Nguyên Lý Đầu Tiên và Mô Phỏng Hiệu Ứng de Haas-van Alphen trong Siêu Dẫn LaNiC2

Springer Science and Business Media LLC - Tập 31 - Trang 995-1003 - 2017
Yi Zhang1, Tariq Usman1, Xiang-ming Tao1, Ming-qiu Tan1
1Department of Physics, Zhejiang University, Hangzhou, People’s Republic of China

Tóm tắt

Trong bài báo này, cấu trúc điện tử và hiệu ứng de Haas-van Alphen của hợp chất LaNiC2 đã được tính toán bằng các phương pháp tính toán nguyên lý đầu tiên. Hiệu ứng liên kết spin-orbit đối xứng gây ra sự tách biệt được ước tính là 62,9 và 27,5 meV trong hai băng xác định qua mức Fermi. Các chuyển dịch thường xuyên giữa các trạng thái spin-up và spin-down đã được quan sát và tính toán trong các khoảng năng lượng rời rạc. Các bề mặt Fermi có liên kết spin-orbit được suy diễn và các hiệu ứng de Hass-van Alphen liên quan đã được mô phỏng từ các tính toán ELK-flapw. Những ngắt quãng bất thường trong khu vực tần số thấp đã được thảo luận một cách chi tiết. Tô pô bề mặt Fermi của trạng thái spin-up (l + 1/2) rất khác so với của trạng thái spin-down (l − 1/2), điều này cũng rõ ràng qua các tỉ lệ của các băng giống điện tử. Cuối cùng, mối quan hệ giữa các kết quả mô phỏng và chi tiết bề mặt Fermi đã được thảo luận.

Từ khóa

#LaNiC2 #cấu trúc điện tử #hiệu ứng de Haas-van Alphen #tính toán nguyên lý đầu tiên #liên kết spin-orbit

Tài liệu tham khảo

Samokhin, K.V., Zijlstra, E.S., Bose, S.K.: Phys. Rev. B 69(9), 094514 (2004) Bauer, E., Hilscher, G., Michor, H., Paul, C.H., Scheidt, E.W., Gribanov, A., Seropegin, Y.U., Noël, H., Sigrist, M., Rogl, P.: Phys. Rev. Lett. 92(2), 027003 (2004) Yanase, Y., Sigrist, M.: J. Phys. Soc. Jpn. 76(4), 043712 (2004) Bauer, E., Rogl, G., Chen, X.-Q., Khan, R.T., Michor, H., Hilscher, G., Royanian, E., Kumagai, K., Li, D.Z., Li, Y.Y., Podloucky, R., Rogl, P.: Phys. Rev. B 82(6), 064511 (2010) Karki, A.B., Xiong, Y.M., Vekhter, I., Browne, D., Adams, P.W., Young, D.P., Thomas, K.R., Chan, J.Y., Kim, H., Prozorov, R.: Phys. Rev. B 82(6), 064512 (2010) Bonalde, I., Kim, H., Prozorov, R., Rojas, C., Rogl, P., Bauer, E.: Phys. Rev. B 8413, 134506 (2011) Nishikayama, Y., Shishidou, T., Oguchi, T.: J. Phys. Soc. Jpn. 76(6), 064714 (2007) Biswas, P.K., Luetkens, H., Neupert, T., Stürzer, T., Baines, C., Pascua, G., Schnyder, A.P., Fischer, M.H., Goryo, J., Lees, M.R., Maeter, H., Brückner, F., Klauss, H.H., Nicklas, M., Baker, P.J., Hillier, A.D., Sigrist, M., Amato, A., Johrendt, D.: Phys. Rev. B 87(18), 180503 (2013) Nishikubo, Y., Kudo, K., Nohara, M.: J. Phys. Soc. Jpn. 80(5), 055002 (2011) Yanase, Y., Sigrist, M.: J. Phys. Soc. Jpn. 76(4), 043712 (2007) Barker, J.A.T., Singh, D., Thamizhavel, A., Hillier, A.D., Lees, M.R., Balakrishnan, G., Paul, D.M., Singh, R.P.: Phys. Rev. Lett 115(26), 267001 (2015) Bardeen, J., Cooper, L.N., Schrieffer, J.R.: Phys. Rev. 108(5), 1175 (1957) Hanaguri, T., Niitaka, S., Kuroki, K., Takagi, H.: Science 328(5977), 474–476 (2010) Won, H., Maki, K.: Phys. Rev. B 49(2), 1397 (1994) Buchholtz, L.J., Zwicknagl, G.: Phys. Rev. B 23(11), 5788 (1981) Wang, W.S., Yang, Y., Wang, Q.H.: Phys. Rev. B 90(9), 094514 (2014) Kimura, N., Ito, K., Saitoh, K., Umeda, Y., Aoki, H., Terashima, T.: Phys. Rev. Lett. 95(24), 247004 (2005) Kimura, N., Muro, Y., Aoki, H.: J. Phys. Soc. Jpn. 76(5), 051010 (2007) Kimura, N., Ito, K., Aoki, H., Uji, S., Terashima, T.: Phys. Rev. Lett. 98(19), 197001 (2007) Settai, R., Miyauchi, Y., Takeuchi, T., Lévy, F., Sheikin, I., Ōnuki, Y.: J. Phys. Soc. Jpn. 77(7), 073705 (2008) Mukuda, H., Ohara, T., Yashima, M., Kitaoka, Y., Settai, R., Ōnuki, Y., Haller, E.E.: Phys. Rev. Lett. 104(1), 017002 (2010) Yuan, H.Q., Agterberg, D.F., Hayashi, N., Badica, P., Vandervelde, D., Togano, K., Salamon, M.B.: Phys. Rev. Lett. 97(1), 017006 (2006) Takeya, H., ElMassalami, M., Kasahara, S., Hirata, K.: Phys. Rev. B 76(10), 104506 (2007) Lee, K.W., Pickett, W.E.: Phys. Rev. B 72(17), 174505 (2005) Kim, J.S., Xie, W., Kremer, R.K., Babizhetskyy, V., Jepsen, O., Simon, A., Ouladdiaf, B.: Phys. Rev. B 76(1), 014516 (2007) Kuroiwa, S., Saura, Y., Akimitsu, J., Hiraishi, M., Miyazaki, M., Satoh, K.H., Kadono, R.: Phys. Rev. Lett. 100(9), 097002 (2008) Huang, Y., Yan, J., Wang, Y., Shan, L., Luo, Q., Wang, W., Wen, H.H.: Supercond. Sci. & Tech. 21(7), 075011 (2008) Zuev, Y.L., Kuznetsova, V.A., Prozorov, R., Vannette, M.D., Lobanov, M.V., Christen, D.K., Thompson, J.R.: Phys. Rev. B 76(13), 132508 (2007) Wakui, K., Akutagawa, S., Kase, N., Kawashima, K., Muranaka, T., Iwahori, Y., Akimitsu, J.: J. Phys. Soc. Jpn. 78(3), 034710 (2009) Singh, D., Hillier, A.D., Thamizhavel, A., Singh, R.P.: Phys. Rev. B 94(5), 054515 (2016) Khan, M.A., Karki, A.B., Samanta, T., Browne, D., Stadler, S., Vekhter, I., Pandey, A., Adams, P.W., Young, D.P.: Phys. Rev. B 94(14), 144515 (2016) Akazawa, T., Hidaka, H., Fujiwara, T., Kobayashi, T.C., Yamamoto, E., Haga, Y., Settai, R., Onuki, Y.: J. Phys.: Conden. Matt. 16(4), L29 (2004) Saxena, S.S., Agarwall, P., Ahilan, K., Grosche, F.M., Haselwimmer, R.K.W., Steiner, M.J., Pugh, E., Walker, I.R., Julian, S.R., Monthoux, P., Lonzarich, G.G., Huxley, A., Sheikin, I., Braithwaite, D., Flouquet, J.: Nature 406(6796), 587–592 (2000) Huxley, A., Sheikin, I., Ressouche, E., Kernavanois, N., Braithwaite, D., Calemczuk, R., Flouquet, J.: Phys. Rev. B 63(14), 144519 (2001) Shick, A.B., Pickett, W.E.: Phys. Rev. Lett. 86(2), 300 (2001) Lee, W.H., Zeng, H.K., Yao, Y.D., Chen, Y.Y.: Physica C: Superconductivity 266(1), 138–142 (1996) Lee, W.H., Zeng, H.K.: Solid State Commun. 101(5), 323–326 (1997) Hillier, A.D., Quintanilla, J., Cywinski, R.: Phys. Rev. Lett. 102(11), 117007 (2009) Quintanilla, J., Hillier, A.D., Annett, J.F., Cywinski, R.: Phys. Rev. B 82(17), 174511 (2010) Chen, J., Jiao, L., Zhang, J.L., Chen, Y., Yang, L., Nicklas, M., Yuan, H.Q.: New J. Phys. 15(5), 053005 (2013) Julian, S.R.: Comp. Phys. Commun. 183(2), 324–332 (2012) Onsager, L.: The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and J Sci. 43(344), 1006–1008 (1952) Perdew, J.P., Burke, K., Ernzerhof, M.: Phys. Rev. Lett. 77(18), 3865 (1996) Perdew, J.P., Burke, K., Ernzerhof, M.: Phys. Rev. Lett. 80(4), 891 (1998) Burke, K., Perdew, J.P., Ernzerhof, M.: Int. J. Quantum Chem. 61(2), 287–293 (1997) Kokalj, A.: J. Mol. Graph. Model. 17(3), 176–179 (1999) Kokalj, A.: Comp. Mater. Sci. 28(2), 155–168 (2003) Blaha, P., Schwarz, K., Sorantin, P., Trickey, S.B.: Comp. Phys. Commun. 59(2), 399–415 (1990) Cracknell, A.P., Miller, B.L., Love, W.F.: Kronecker Product Tables. vol. 1. General introduction and tables of irreducible representations of space groups. IFI/Plenum, New York (1979) Onodera, H., Koshikawa, Y., Kosaka, M., Ohashi, M., Yamauchi, H., Yamaguchi, Y.: J. Magn. Magn. Mater. 182(1–2), 161–171 (1998)