论文部分内容阅读
超导材料由于其新奇的物理和广阔的应用前景而备受关注。铁基高温超导体从2008年被发现开始,以其独特的性质再度激起了研究者的探索热情,是继铜基高温超导体之后的第二类高温超导体。关于铁基高温超导材料的科研工作已被《科学》和《自然》等著名期刊广泛报道。与铜基高温超导相比,铁基高温超导材料更具优越的金属性,这使其未来可在工业上能得到广泛应用。 铁基高温超导材料为人们正确理解超导机制提供了新的视野和思路。铁基超导体在结构上与铜基超导体类似,其母体是反铁磁金属,超导电性发生在铁平面。从各类铁基超导体的相图来看,通过对铁基超导的母体进行加压或掺杂,会抑制结构相变和磁性相变,而超导相出现在靠近反铁磁的边界上。由此可见,铁基高温超导材料的磁相变和结构相变与超导电性有着密切的联系,研究铁基超导的磁性变化和结构相变对探索高温超导机理有着重大的意义。 在本文中,我们主要采用蒙特卡罗模拟方法,重点研究了应力和化学掺杂对122型铁基超导体的结构相变和磁相变的影响,并给出了定性的解释。整个论文的结构和内容安排大致如下: 第一章主要对失措体系和高温超导体进行了简单综述。本章首先简单介绍了失措体系,然后回顾了高温超导体的发展历程,并介绍了122型铁基超导体的结构性质和研究背景。通过这些介绍,我们可以了解失措体系和高温超导体的一些基本性质和研究进展。 第二章主要介绍了本文使用的模型和研究方法。本章首先简单介绍了Ising模型和海森堡模型,然后详细介绍了本文使用蒙特卡罗模拟方法中的两种算法:Metropolis算法和温度交换算法。 第三章建立了一个有着双二次交换作用和各向异性交换作用的四方品格海森堡模型,采用Metropolis算法和温度交换算法模拟了单轴应力变化对体系相变的影响。而在我们的模拟中引入交换各向异性后,能够得到结构相变和反铁磁相变温度分离的结果,与实验报道的现象一致。这表明由晶格畸变引起的这种交换各向异性可能是应力影响结构相变和磁相变的原因之一。 第四章在四方品格海森堡模型中引入随机交换作用,使用蒙特卡罗统计方法来模拟离子掺杂对铁基超导材料相变的影响。本章分别讨论了化学掺杂对Néel和collinear反铁磁序的抑制作用,并从相竞争角度给了定性分析。研究结果表明在铁基超导中,由化学掺杂部分引起的随机交换作用对磁相变有一定的影响。 第五章对本文的主要研究工作进行了简要的总结,并对后续研究工作做了一些展望。