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固体ヨウ素および臭素の高圧FCC相における電子状態、電子格子相互作用、格子振動、超伝導の圧力依存性を第一原理的および半経験的手法に基づいて調べ、次の成果を得た.
1.得られた電子帯構造は、3個のホールフェルミ面をもっており、従って固体ヨウ素・臭素は典型的なホール金属である.フェルミエネルギーにおける状態密度N (E_F)は圧力とともに減少する.
2.強束縛法で電子帯構造を再現するようにトランスファーエネルギーおよびその距離微分を定める方法で評価した電子格子相互作用は圧力とともに急激に増加する傾向を示す.
3.フルポテンシャルLAPWに基づくフローズンフォノン法を用いてブリルアンゾーン(BZ)のX点における縦(L)および横(T)フォノンモードの振動数を第一原理的に計算した.得られた振動数は加圧によりハードニングを示す:例えばヨウ素では、45GPaでω_L=231cm^<-1>、ω_T=159cm^<-1>、64GPaでω_L=260cm^<-1>、ω_T=179cm^<-1>である.
4. BZ全体の格子振動を、強束縛法で求めた電子格子相互作用を考慮しさらに最隣接原子間の原子間力をフローズンフォノン法で計算したX点の振動数を再現するように定めることにより求めた.得られたフォノンスペクトルから、フォノン振動数の平均値〈ω〉およびフォノン振動数の2乗の平均値〈ω^2〉を計算した結果、圧力増加とともにどちらも著しく増加する.
5.無次元電子格子結合係数(].SU.[)(MはIまたはBr原子の質量、〈ζ^2〉は電子格子結合係数の2乗のフェルミ面上での平均値)の値は加圧で減少する.その結果、超伝導転移温度T_Cも圧力増加とともに減少する.λが加圧で小さくなるのは、N (E_F) 〈ζ^2〉よりも〈ω^2〉の方が加圧による増加が大きいためである.
T_Cの値は1K程度で実験値と同程度であるが、その圧力依存性は固体ヨウ素の実験結果と逆の傾向である.この不一致を克服するためには電子格子相互作用の真に第一原理的な評価が必要であると思われる.
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