镧-铱-硅体系的晶格结构
近几十年来，由于高温超导材料的发现，关于超导机理的研究一直是凝聚态物理中的热点问题之一。迄今为止，BCS理论对传统的低温超导材料的超导机理给出合理的解释，但是对于非传统的低温超导材料以及高温超导材料的微观解释，如La-Ba-Cu-O,Y-Ba-Cu-O,YFeAs等，还没有一个成功的理论.氧化物超导体与新型非氧化物超导体的电子结构一直备受关注，人们曾对27种铜氧化物超导材料的电子结构做过系统的研究，发现其铜氧面电子的耦合强度与Tc成正比，这一关系说明内层轨道是导致铜氧化物超导现象的重要因素之一。因此针对超导材料的电子结构和键合机理进行系统研究，对于更好的理解超导的起源至关重要。而比较典型的La-Ba-Cu-O,Y-Ba-Cu-O体系以及近年来备受关注的磷族非传统超导化合物等，其体系结构比较复杂，针对其电子结构与键合机理作系统的分析，特别是采用基于第一性原理的方法进行系统研究比较困难。
La-Ir-Si体系是一种新型的超导体系，其晶格结构比较简单，适合用第一性原理来分析其电子结构与键合机理。La-Ir-Si体系有四种异构体：LaIrSi3(Tc=2.7K)，LaIrSi(Tc=2.3K)，LaIr2Si2-ht(Tc=1.58K)，LaIr2Si2-lt，前三种是比较典型的超导材料，最后一种不具有超导属性(其中Tc是其超导转变温度)。目前，关于这四种异构体的研究多集中在晶体结构方面。关于他们的超导机理，Lejay等人认为其超导属性与Ir-Si构成的单帽四方反棱柱结构有关。而Braum等通过比较LaIr2Si2-ht与LaIr2Si2-lt这两种改性化合物，认为在LaIr2Si2-ht中Ir与5个近邻Si组成的金字塔形结构是其具有超导属性的根本原因。发现拥有超导属性的LaIrSi不具有这两种典型的结构。由此可见，他们的超导属性并不是单纯由晶体的结构来决定。据我们所知，目前为止，关于La-Ir-Si体系的电子结构与键合机理方面的研究尚未见相关报道。所以，为了更好地认识它们的超导机理，有必要对它们的电子结构与键合机理作相关研究。
湘潭大学量子工程与微纳能源技术湖南省高校重点实验室刘君民等人利用基于密度泛函理论的第一性原理方法，系统研究了镧铱硅(La-Ir-Si)体系四种异构体的电子结构与成键机理。通过对能带结构、态密度的系统分析，发现：La-Ir-Si体系的超导属性与该体系中过渡元素Ir-d态和Si-p态的 p-d轨道耦合强度有关。为了定量描述p-d轨道耦合的强度，采用了分子中的原子方法，针对La-Ir-Si体系成键过程中的电荷迁移进行了定量的分析，结果表明，超导的转变温度与体系中Ir原子basin中的电荷量成近线性关系。