Abstract
Using semiempirical molecular orbital method, ASED-MO of extended Huckel Theory, we were investigated chemical bonds and electronic properties of Cu atom in a chain and a layer for Y123 and Y124 superconductors from VEP (valence electron population), DOS (density of state), and COOP (crystal orbital overlap population). In order to investigate environmental effects of Cu atom for Y123 and Y124 superconductors, we introduced charged cluster models with point charge and without point charge into our calculations. As a result of ASED-MO calculations, the Cu atom in the layer acts as electron acceptor and the Cu atom in the chain acts as electron donor for Y123 and Y124 superconductors. The oxidation state of Cu atom for Y123 and Y124 superconductors without point charge is higher in the chain than in the layer. The oxidation state of Cu atom in the layer for Y123 superconductor is higher than that in the layer for Y124 superconductor. The Cu atom in the layer and the chain for Y123 superconductor does not largely affect on the environmental effect. However, the Cu atom in the layer and the chain for Y124 superconductor does largely affect on it. Also, electron population and chemical bonding of Cu1-O4, Cu2-O4, and Cu1-Cu2 for Y123 superconductor are far different from Y124 superconductor.
Y123 초전도체 및 Y124 초전도체 결정 구조에서 사슬과 층에 존재하는 구리의 화학결합 및 전자 성질을 반경험적 분자 궤도론인 ASED-MO로 계산하여 VEP(valence electron population), DOS(density of state) 및 COOP(crystal orbital overlap population)로써 고찰하였다. 또한 구리 원자의 환경 효과를 알아보기 위하여 하전 덩어리 모델에 수소의 점전하가 있는 경우와 점전하가 없는 경우를 도입하였다. ASED-MO 계산 결과로 부터, Y123 초전도체 및 Y124 초전도체의 사슬에 존재하는 구리 원자는 전자 받게 역할을 하며, 층에 존재하는 구리 원자는 전자 주게 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 점전하가 없는 Y123 초전도체 및 Y124 초전도체의 사슬에 존재하는 구리의 산화 상태는 층에 존재하는 구리의 산화 상태보다도 더 크다. Y123 초전도체의 층에 존재하는 구리 원자의 산화 상태는 Y124 초전도체의 층에 존재하는 구리 원자의 산화 상태보다도 더 크다. 그리고 Y123 초전도체의 사슬과 층에 존재하는 구리 원자는 주위 환경에 크게 영향을 받지 않으며, Y124 초전도체의 사슬과 층에 존재하는 구리 원자의 경우 Y123 초전도체와 다르게 주위 환경에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 또한 Cu1-O4, Cu2-O4의 전자분포와 결합성은 Y123 초전도체와 Y124 초전도체가 다르게 나타났다.
