La2CuO4的掺杂效应研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：

高温超导材料是在液氮温区（77k）可以表现出超导性能的材料，这种材料多为多元氧化物，这种材料突破了前面研究的液氮温区（4.2k），开拓了超导材料的适用范围。

1973年，超导转变温度tc值为23.2k的nb3ge被发现，这为高温超导材料的发展道理迈出了第一步。此后，对于高温超导的研究进展缓慢，直到1986年，瑞士的科学家缪勒和彼得诺茨才打破了这个僵局，发现la-ba-cu-o的超导转变温度约为35k，成为高温超导材料研究领域的一个里程碑，人们纷纷对高温超导材料的研究产生了浓厚的兴趣。它是一种酮酸盐材料，这次重大发现也为高温超导体的研究指出一个研究方向-混合金属氧化物。1978年2月，美籍华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤终于实现了对液氮温区的突破，制备出了tc在90k以上的y-ba-cu-o)系材料。1978年底，tl-ba-ca-cu-o系材料使超导转变温度超过了100k，高达125k，这可以说是高温超导研究迈出的一大步，大大提高了它的应用价值，尤其是铜酸盐系高温超导材料的发现，无论在研究中还是在实际应用中，都有不可替代的作用。

2. 研究内容和预期目标

主要的研究内容：本文采用基于密度泛函理论框架下GGA U的第一性原理方法，对掺杂La₂CuO₄的电子结构进行模拟计算。主要包括以下几个方面：首先，采用基于密度泛函理论GGA U平面波赝势方法，对掺杂的La₂CuO₄进行晶格优化，获得能量最低的晶体结构和晶格常数。在几何结构优化的基础上，对掺杂的La₂CuO₄的能带结构、费米面、态密度和电荷密度进计算，根据计算结果对其电子结构进行分析。

预期目标：由其第一布里渊区的费米面的形状和电子结构来探究掺杂对于La₂CuO₄超导特性影响。

3. 研究的方法与步骤

拟采用的研究方法:基于密度泛函理论的第一性原理方法。用的程序包是vasp。

研究步骤：

[1]. 用materials studio软件建立掺杂的la₂cuo₄的晶胞模型

4. 参考文献

主要参考文献：

[1]e. o. wollan and w. c. koehler, phys. rev. 100, 545(1955).

[2] m. c. payne, m. p. teter, d. c. allan, t. a. arias, and j. d. joannopoulos，rev. mod. phys.64, 1045（1992）

5. 计划与进度安排

具体进度安排：

(1) 第七学期1418周: 学生网上选题，根据学生选题情况作适当调整。选题结束，指导老师向学生下达任务，学生根据要求收集资料。

(2) 1920周：指导教师完成毕业论文任务书的填写。