导读:本文包含了铁基超导体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:铁基超导体,超导序参量,磁性杂质,超导隙内束缚态
铁基超导体论文文献综述
刘江山,马建明,刘志海,郑铁军,张德刚[1]（2019）在《磁性杂质在铁基超导体中引起的隙内束缚态》一文中研究指出基于两轨道四带紧束缚模型,研究铁基超导体中单个磁性杂质对局域态密度的影响,并得到杂质共振峰的高度、位置与混合势的关系.在杂质点附近,在一定的磁性杂质势下存在零能共振峰,超导相干峰也受到抑制.随着磁性势的变化,零能共振峰发生劈裂.发现在非磁性势V_s一定、磁性势V_m=|V_m|时,局域态密度曲线基本相同,并且在一定的杂质势范围内正负能侧杂质共振峰是对称的,也注意到局域态密度显示较强的磁性或非磁性杂质势的特征.(本文来源于《四川师范大学学报(自然科学版)》期刊2019年05期）
刘睿哲[2]（2019）在《铁基超导体、拓扑超导体以及拓扑绝缘体的扫描隧道显微学研究》一文中研究指出扫描隧道显微谱学(Scanning Tunneling Microscopy/Specoscopy,STM/S),作为可以窥探亚纳米级微观世界实空间和能量空间(k-space)信息的手段,自20世纪80年代以来,已经解决了很多物理问题。目前,STM/S已经成为物理学领域的一项普遍使用的实验方法。本论文首先介绍了扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope)的基本原理,然后介绍了使用STM/S对几类材料的研究结果:1.铁基超导体作为高温超导体的一个重要家族,自2008年被发现以来已经获得了极大的关注。和铜基超导体一样,它们都具有二维层状结构,其相图也与铜基超导体也有很多类似之处。但是和母体为绝缘体的铜基超导体不同的是,铁基超导体的母体一般都为导电性较差的金属。我们利用STM/S详细研究了Fe_(1+y)Te_(1-x)Se_x体系(y代表晶体中的过量铁,x代表Te与Se的比例),从母体Fe_(1+y)Te出发,测量了不同Se掺杂(x=0%~50%)的样品,发现了两个非常有趣的现象:一是少量Se掺杂的样品在超导转变温度以上仍存在能隙特征,这与铜基超导体的赝能隙非常类似。赝能隙普遍存在于铜基超导体中,但是铁基超导体中相关研究报道较少。不过,虽然Fe_(1+y)Te_(1-x)Se_x拥有类似赝能隙的特征,但是其微观起源与铜基超导体是否相似仍未可知。二是随着Se掺杂的增加,体系的超导能隙从5.2meV减少到1.5meV,但是其超导转变温度反而从10 K上升到14 K左右,也即能隙大小越大,超导转变温度越低。在Se不断增加的过程中,这个体系的超导相位相干性(从超导相干峰的强度变化看出)也在逐渐增强。我们猜想,上述结果可能表明Fe_(1+y)Te_(1-)_xSe_x在x=0%~50%区间内的超导转变温度是由相位相干而不是能隙(配对强度)决定的。2.非中心对称超导体最近获得很大的关注,因为此体系很可能拥有人们非常感兴趣的拓扑超导电性,而拓扑超导态的磁通量子涡旋(vortex)中很有可能存在Majorana零能模。作为结构较简单的非中心对称超导体,PbTaSe_2最近受到了广泛的关注。我们用STM/S对其做了系统研究,不仅证实其表面具有超导电性,而且通过准粒子散射图像(Quasiparticle Interference,QPI)发现其表面不存在背散射通道,支持了其表面态存在拓扑的自旋动量锁定特征的理论预言,从而也表明了PbTaSe_2是一个很有可能存在拓扑超导电性的体系。3.二维拓扑绝缘体在边界拥有无背散射的拓扑边缘态,使用这种边缘态做导电通道可以制作无能量耗散的电子器件。理论预言,单层ZrTe_5/HfTe_5是一种大能隙二维拓扑绝缘体,但其边缘态的拓扑非平庸性仍需实验证实。我们利用STM/S对HfTe_5的表面单层进行了系统研究,进一步指出了HfTe_5的边缘态极有可能是拓扑边缘态,从而为HfTe_5是大能隙二维拓扑绝缘体提供了更有力的实验证据。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
谢涛[3]（2019）在《新型铁基超导体的自旋激发与中子自旋共振研究》一文中研究指出自铜氧化物高温超导体被发现以来,其超导机理一直是凝聚态物理学研究中的重大难题。因其机理不能被常规的BCS理论解释,故也和重费米子超导体等一起被称作非常规超导体。直到2008年,高温超导家族第二个材料体系――铁基超导体的发现,再次掀起了高温超导研究的热潮。人们开始总结这两个高温超导体系的特点,以期获得启发,进而解决高温超导机理这个科学难题。通过对比发现,这两个体系有一个显着的共同点,即其母体材料通常是反铁磁体,通过化学掺杂等方式可以逐渐抑制反铁磁序,进而诱导出超导,并往往在长程反铁磁序即将消失的临界点实现最佳超导电性。因此普遍认为:高温超导电性可能和磁性相互作用密切相关。中子散射是研究凝聚态物质中磁性的重要手段。科学家们利用中子散射技术已经在高温超导研究中取得了一系列的进展,其中代表性的结果就是在系列非常规超导体的低能自旋激发中发现的中子自旋共振模。中子自旋共振模是材料进入超导态以后,低能自旋激发在其母体反铁磁波矢附近产生的具有特定能量的集体激发模式,其共振强度的温度依赖关系类似于超导的序参量。中子自旋共振的能量也被证明可以和超导转变温度以及超导能隙很好地线性标度在一起。因此,自旋共振模可以作为磁激发诱导高温超导中电子配对的有效证据。本文的内容也将围绕铁基超导体的磁激发与中子自旋共振模展开。我们利用中子散射技术,对Ca_(1-y)La_yFe_(1-x)Ni_xAs_2(112体系)及CaKFe_4As_4(1144体系)这两个新型铁基超导体系展开系统的研究,研究结果帮助我们加深了对铁基高温超导体的超导电性、磁性,以及二者关联的理解。本文的研究内容将包括以下几部分:第一,利用输运测量及中子衍射技术描绘了Ca_(1-y)La_yFe_(1-x)Ni_xAs_2这一新型112体系铁基超导体的叁维相图。我们利用CaAs作为助熔剂,成功制备出较大尺寸且具有完全抗磁性的112型铁基超导单晶。随后,利用电、磁输运测量,结合中子衍射技术,我们得以描绘出Ca_(1-y)La_yFe_(1-x)Ni_xAs_2的叁维相图:结果表明,在Fe位掺杂引入Ni,可以逐渐抑制反铁磁序,进而诱导出最佳超导电性,反映了反铁磁序与超导电性共存与竞争的关系。第二,利用非弹性中子散射技术详细研究了Ca_(0.82)La_(0.18)Fe_(0.96)Ni_(0.04)As_2的中子自旋共振模,并确认了其自旋共振能量与T_c的线性标度关系。通过极化中子散射发现该自旋共振模是近乎各向同性的,这一点和理论中关于其从自旋单态到自旋叁重态这一集体激发模式的要求相一致。第叁,利用非弹性中子散射测量了新型1144型铁基超导体CaKFe_4As_4的自旋激发,我们在能量为9.5 meV、13 meV、18 meV附近共发现了叁个自旋共振模,这里的多重自旋共振模与铁基超导材料中多重费米面嵌套相契合,且这里的叁个自旋共振能量均可以和对应的嵌套费米面上的超导能隙值线性标度在一起。更重要的是,18 meV附近的自旋共振模在动量空间的L方向呈现出偶数调制的行为,即在偶数位置处共振强度出现极大值,我们把这个共振模式称作“偶模”,这是第一次在铁基超导体发现“偶模”。经过仔细分析对比,我们发现这里出现的“偶模”与双层铜氧化物高温超导体中出现的“偶模”很相似,可以用双层结构内层间强的磁性耦合来解释。由此,可知高温超导体的铜基和铁基两个体系在自旋共振上应有着共同的本质,这暗示着两个体系有共同的高温超导机理。第四,我们利用极化中子散射分析了CaKFe_4As_4中自旋激发的各向异性,确定了CaKFe_4As_4中9 meV附近为c方向极化的自旋共振模,12 meV附近为面内分量占优的自旋共振模,18 meV附近的偶数模为各向同性的共振模。此外,CaKFe_4As_4中的自旋各向异性与T_c偶合在一起,意味着与这种自旋激发各向异性相关的自旋轨道耦合可能与超导电性密切相关。第五,我们利用飞行时间谱仪测量了Ca_(0.82)La_(0.18)Fe_(0.96)Ni_(0.04)As_2和CaKFe_4As_4的自旋激发全谱,两个材料自旋激发的色散行为和电子掺杂的BaFe_2As_2体系的结果非常相似,在磁布里渊区的边界其自旋激发的带顶出现在220 meV附近,显示出铁砷基超导体普遍相似的磁性相互作用。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
潘伯津[4]（2019）在《高临界电流密度11型铁基超导体的制备与低维材料探索》一文中研究指出铁基超导体是2008年发现的新的高温超导体系。和铜氧化物超导体类似,其具有层状的四方结构,超导层Fe_2X_2(X=As、Se等)主要由Fe元素和磷族或者硫族元素构成。铁基超导体的母相为金属,其各向异性比铜氧化物超导体小,同时其上临界场(H_(c2))和不可逆场(H_(irr))远高于传统合金超导体,这使得其在高场应用中有着独特的优势。本论文以无毒性且不含活泼元素的11型铁基超导体为对象,以多种不同合成手段以及微量的元素添加等方法研究了对Fe(Te,Se)的成相、微观结构以及超导性质的影响。另外还在几种低维体系中进行了一些新超导材料的探索工作。固相反应合成的Fe(Te,Se)多晶中通常会存在间隙铁和FeTe_2等杂质,这导致其超导线临界电流密度(J_c)非常之低。为了改善固相合成的Fe(Te,Se)多晶的超导性能,我们首先通过微量的元素添加研究了其成相、微观结构以及超导性质。在被研究的十余种元素之中,Ca和Bi的微量添加对Fe(Te,Se)多晶超导性能的提升非常明显。多晶X射线衍射(XRD)分析表明Ca能进入FeTe_(0.5)Se_(0.5)的晶格,但Ca的添加会导致FeTe_2杂质含量减少,同时改善样品的晶粒连接,形成大小均匀致密的晶粒,这有利于减小样品中的弱连接效应。此外,Ca添加样品M-H曲线的磁性背景明显减弱,这可能是由于间隙铁的减少。得益于此,适量的Ca添加可将FeTe_(0.5)Se_(0.5)多晶样品的J_c提高至无添加样品的2~3倍。对于微量Bi添加的样品,多晶XRD分析表明Bi没有进入到FeTe_(0.5)Se_(0.5)的晶格中,同时其FeTe_2杂质要比无添加的样品明显减少。另外由于Bi的液相辅助生长作用,Bi添加样品的晶粒尺寸很大,连接紧密且具有层状特征,这显着地减小了FeTe_(0.5)Se_(0.5)多晶样品中的弱连接效应。?-T曲线表明Bi的微量添加能够提高FeTe_(0.5)Se_(0.5)多晶的T_c~(zero),对于绝大多数Bi添加的样品,其在2 K下的H_(c2)超过50 T。由于FeTe_2杂质的减少,弱连接效应的改善,Bi的添加可将FeTe_(0.5)Se_(0.5)的J_c提升数十倍,其在零场下的J_c可达28000 A/cm~2(2 K)。接下来我们通过多种方法合成了Fe(Te,Se)多晶,其中气相合成和微波合成可以明显提升Fe(Te,Se)多晶的超导性能。气相合成的样品晶粒大且连接紧密,不过XRD分析表明其一直存在成分不均的问题。气相合成的样品在M-T曲线上有着比固相反应的样品更高的T_c,但成分不均使得其很容易在低温下出现两个超导转变。由于气相合成的Fe(Te,Se)晶粒间连接较好,我们得到了高场J_c为固相反应合成样品十余倍的Fe_(0.95)Te_(0.5)Se_(0.5)多晶,不过成分不均限制了其J_c进一步提高。微波合成的FeTe_(0.6)Se_(0.4)多晶致密,晶粒取向一致,这有利于弱连接效应的改善。与固相合成的FeTe_(0.6)Se_(0.4)多晶相比,微波合成的样品的c轴更小,M-T曲线上的T_c更高,M-H曲线上没有磁性背景,这些结果预示其晶格中可能不存在间隙铁,这对J_c的提高十分有利。此外,微波合成的样品需要退火来改善其超导性能。与固相合成相比,微波合成可以将FeTe_(0.6)Se_(0.4)多晶的高场J_c提升约30倍,达到12000 A/cm~2(7 T,2 K)。K_2Cr_3As_3是最近报道的具有准一维晶体结构的超导体,我们发现同结构的K_2Mo_3As_3中同样存在超导电性。为了了解这两种超导体之间的联系,我们合成并研究了一系列的K_2(Cr_(1-x)Mo_x)_3As_3掺杂样品。电阻率和磁化强度数据表明Mo掺杂会压制K_2Cr_3As_3的超导电性,在掺杂量为0.2时,其超导被完全压制。而对于K_2Mo_3As_3而言,仅需0.05的Cr掺杂即可完全压制其超导。在K_2Cr_3As_3和K_2Mo_3As_3的超导电性被压制之后,其正常态电阻由超导样品的金属行为转变为半导体行为。此外,通过对K_2(Cr_(1-x)-x Mo_x)_3As_3进行脱K处理,还可以得到x?0.6的K(Cr_(1-x)Mo_x)_3As_3多晶,其?-T曲线表现出半导体行为。此外,我们在LaRe_2Si_2样品中发现了超导电性,其T_c为3.2 K,H_(c2)为1.35T。发现了新相LaSSb,其空间群为P4/nmm(No.129),与LiFeAs空间群相同,其?-T曲线表现出半导体行为。还发现了ZrCuSiAs结构的SrFRuAs,其?-T曲线表现出金属行为。综上,我们分别研究了元素的微量添加和不同合成方法对Fe(Te,Se)多晶超导性能的影响,其中Ca和Bi的微量添加对Fe(Te,Se)多晶超导性能的提升效果明显。与固相反应相比,气相合成和微波合成的Fe(Te,Se)多晶的超导性能更好。此外,我们还研究了Mo掺杂对K_2Cr_3As_3超导电性的影响。在新超导体的探索的过程中发现LaRe_2Si_2样品存在超导电性,合成了LaSSb和SrFRuAs两种新材料。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
谷延红[5]（2019）在《单轴压力下铁基超导体的向列涨落研究》一文中研究指出从1911年超导体被发现到现在,人们对超导体的研究已有百年多的历史。不论是从实验上还是理论上,超导体都表现出了极其丰富的物理内涵。2008年发现的铁基超导体为超导体的研究注入了新的力量。铁基超导体与铜基超导体相比,具有比较高的超导转变温度,高的上临界场和低的各向异性。同时还存在超导和反铁磁序共存,以及多带的电子结构,使得研究铁基超导体的机理更加复杂。借鉴铜氧化物的母体的概念,四种主要的铁基超导体系对应四类性质各异的母体,有的是超导的,有的是不超导的,有的有反铁磁序,有的没有反铁磁序,性质差别较大。对母体进行载流子的掺杂,出现反铁磁序和结构相变被抑制,出现向列序,量子临界点等特性。载流子掺杂作为超导体研究中常用的手段,不同的载流子以及掺杂量在不同的超导材料中表现的作用是不一样的,掺杂对超导的微观机理的影响也是不明确的。而向列相作为一种新的电子态,紧邻超导和反铁磁,其电子态的来源与超导和反铁磁有着相似的性质,同时向列相也是铁基超导体中普遍存在的一种物理现象。反铁磁,向列相和超导叁者之间相互作用,紧密关联。反铁磁和向列相的来源以及二者对超导的作用存在很多争议。电子与电子之间的相互关联对铁基超导体的正常态,超导态以及其他的序参量的研究有至关重要的作用。本文主要从实验现象上研究铁基超导体的向列相涨落和反铁磁序以及超导的关系,同时还包括样品生长以及中子散射的相关工作的介绍。研究内容主要包括:(1)研究了不同体系铁基超导体的向列相涨落,建立了铁基超导体的普适相图。测量了一系列的铁基超导体母体样品以及掺杂的部分体系的样品,包括“1111”,“111”,“122”,“11”,“112”体系。我们利用压电陶瓷提供单轴压力,在单轴压力下测量了不同体系铁基超导体的电阻,定义了电阻随着压力的变化率为向列相的极化率。测量的所有样品的向列相的极化率在结构相变温度之上都可以用居里外斯函数来拟合,拟合得到的居里常数代表了向列相的涨落强度。我们发现向列相的居里常数|A_n|~(-1)和静态磁矩M之间存在着线性关系,由此建立了铁基超导体的普适相图。铁基超导体中存在向列相涨落很弱,磁矩很强的铁基超导体的母体,随着向列相涨落强度的增加,反铁磁逐渐被抑制掉,当向列相的强度增加到一定程度时,超导出现,同时在最佳掺杂样品附近可能存在着向列相的量子临界点。(2)研究了“Ba122”不超导体系向列相的涨落和超导的关系。研究的样品包括Ba(Fe_(1-x)Tm_x)_2As_2(Tm=Mn,Cr,V,Cu),Ba(Fe_(0.97)Cr_(0.03))_2(As_(1-x)P_x)_2,Ba(Fe_(1-x)Tm_x)_2(As_(0.69)P_(0.31))_2(Tm=Mn,Cu)。除了Ba(Fe_(1-x)Cu_x)_2As_2体系外,其他体系都不满足前面提到的|A_n|~(-1)和M之间的线性关系,所有的样品的向列相的涨落强度都比较弱不足以诱导超导的出现,这也从反面证明了只有向列相的涨落强度到一定程度时才能出现超导电性。Ba(Fe_(1-x)Cu_x)_2As_2体系存在|A_n|~(-1)和M之间的线性关系,却没有出现超导,可能与长程的反铁磁序变成了短程的反铁磁序一直没有消失且只有低温的向列相涨落被抑制有关系。同时还研究了NaFe_(1-x)Ni_xAs体系的向列相涨落。在这个体系中存在着两种不同类型的向列相涨落。向列相的涨落强度会导致电阻的温度依赖关系偏离幂指数。同时也暗示了向列相的涨落强度是和电子之间的关联紧密相连的。(3)第一次成功的生长了超导的La_(0.34)Na_(0.66)Fe_2As_2的单晶样品,该单晶样品存在106K的反铁磁相变和27K的超导相变。两个中子散射实验的介绍,包括用非弹性中子散射手段测量Na_2Ti_2Sb_2O中的声子谱,研究材料中电荷密度波的来源,以及用中子衍射研究Ba_8TmNb_6O_(24)(Tm=Co,Mn)多晶样品的磁结构,寻找自旋液体基态存在的证据。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
邵烨挺,王志成,李佰卓,武思祺,巫继锋[6]（2019）在《BaTh_2Fe_4As_4(N_(0.7)O_(0.3))_2:块层间电荷转移稳定化铁基超导体（英文）》一文中研究指出本文基于结构设计、采用高温固相反应,首次合成了电子掺杂"12442"型超导体BaTh2(N_(0.7)O_(0.3))_2.研究发现,"BaFe2As2"和"ThFeAsN_(0.7)O_(0.3)"块层间的电荷转移是稳定该目标化合物的必要条件.霍尔测量证实该化合物主要为电子型导电.电阻、直流磁化率和比热测量的综合结果表明,样品在22 K呈现体超导电性.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年09期）
王志成[7]（2019）在《“12442”型铁基超导体的发现与物性》一文中研究指出铜氧化物超导体和铁基超导体是迄今为止仅有的两类在常压下展现高温超导电性的超导材料。两者的晶体结构均为准二维的超导活性层(CuO2面和Fe2X2层,XXX为磷族或硫族元素)与其他间隔层堆迭而成。这种结构特性使得我们有可能通过结构设计的方式,将超导活性层与不同的块层进行组合,以合成具有不同物性的新型高温超导体。至今为止报道的铁基超导体所具有的Fe2X2层,要么是被绝缘层分隔的Fe2As2单层(如以LaFeAsO为代表的1111型),要么是由单原子层所连结的无限多层(如以BaFe2As2为代表的122型),或者直接以范德瓦尔斯力维系(如以Fe2Se2为代表的11型),而类似铜氧化物超导体中常见的双Cu02面结构(如La1-xSrxCaCu2O6)却未曾发现。本文采用结构设计的探索思路,最终合成了 一系列含有双Fe2As2层的12442型铁基超导体。本文总结了形成交生结构的经验规律。在此基础上,设计并合成了由ThCr2Si2结构的AfkFe2As2(Afk=K,Rb,Cs)与ZrCuSiAs结构的CaFeAsF或LnFeAsO(Ln 为镧系元素)交生而成的共计18个12442型铁基超导体AkCa2Fe4 As4F2和AkLn2Fe4 As402。这些12442型化合物具有独特的双Fe2As2层结构,双Fe2As2层内由碱金属离子Ak+连结,并在层间被绝缘的[Ca2F2]2+层或[Ln2O2]2+层所分隔。12442型铁基超导体由重空穴掺杂的AkFe2As2(0.5hole/Fe)与无掺杂的1111型母体材料交生而成,具有0.25 hole/Fe的空穴自掺杂浓度,因此无需额外掺杂即呈现出28-37 K的大块超导电性。我们详细考察了双Fe2As2层的As离子距离Fe面的高度及As-Fe-As键角与超导转变温度(Tc)之间的关系,发现Tc的变化趋势并不能用在过去的铁基超导体中广为引用的经验关系来解释。12442型铁基超导体的双Fe2As2层结构具有层内间距dintra和层间间距dinter两个新的特征参数,我们发现层内距离dintra越小,则Tc越高,这意味着双Fe2As2层层内的耦合对超导转变有积极作用。我们用CsAs助熔剂生长出了高质量的CsCa2Fe4As4F2单晶。通过电阻率和直流磁化率的测量,我们发现CsCa2Fe4As4F2具有极大的各向异性。层内电阻率ρab与层间电阻率ρc在幅值与行为上均有巨大差异。ρab为金属行为,而ρc随着温度下降经历了非金属到金属行为的转变。且ρab的超导初转变温度Tconset比ρc高出0.7 K,这是由强烈的二维超导涨落引起。对Tc的超导上临界场数据进行分析,我们发现OK下c方向的超导相干长度ζc(0)仅为3.6A,显着小于Fe2As2层之间的距离,表明CsCa2Fe4As4F2是一个准二维的铁基超导体。CsCa2Fe4As4F2的各向异性超过绝大多数铁基超导体,而与铜氧化物超导体有类似之处,表明二维性对高温超导电性具有重要作用。我们认为CsCa2Fe4As4F2巨大的各向异性可能来自于12442型铁基超导体独特的电子结构。根据交生结构的形成规律,本文在最后预测了数种可能被合成的12442型铁基超导新材料:CsTh2Fe4As4(N,O)2,AkCa2Fe4As4H2(Ak=K,Rb,Cs),AkAt2Fe4As4O2(Afk=K,Rb,Cs;At=Np,Pu)和CsGd2Fe4P402。这些化合物可能在合适的条件下被合成出来。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-10）
赵丹,李建,李顺姣,吴涛[8]（2018）在《重空穴掺杂的铁基超导体中的强关联物理研究进展》一文中研究指出强关联物理一直是高温超导体研究的前沿领域,被认为是与高温超导电性的微观机理密切相关.2008年铁基超导体的发现给高温超导体研究带来了一个全新的材料体系,其中,中国科学技术大学高温超导研究团队对铁基超导体的发现做出了重大的贡献.随着对铁基超导体研究的深入,人们发现铁基超导体不同于以往发现的铜基高温超导体,其电子关联效应表现出较弱的特征,强关联物理与高温超导电性之间的必然性受到了极大挑战.在理论上,人们认为铁基超导体依然具有强关联物理的特征,只是其表现形式由于多轨道以及洪特耦合的原因而呈现出轨道选择的特点.探索铁基超导体中的强关联物理成为了当前高温超导体研究的一个前沿问题.本文综述了我们对重空穴掺杂的铁基超导体AFe_2As_2(A=K, Rb, Cs)系列材料的核磁共振(NMR)研究。相关研究结果表明电子的关联性在重空穴掺杂区间表现得尤为突出,诸多特征与理论所描述的轨道选择的莫特物理相吻合:首先,电子的局域性与巡游性可以共存,并在低温下形成类似于重费米子体系的电子相干态;其次,基于位置选择的NMR探测,我们实现了轨道选择的局域磁化率测量,进一步证实了铁基超导体中轨道选择的电子关联效应;最后,我们还首次在重空穴掺杂的CsFe_2As_2体系中观测到一个全新的电子向列相.以上这些现象揭示了铁基超导体与铜基超导体以及重费米子超导体类似的强关联特征,将有助于建立统一的高温超导机理.(本文来源于《中国科学技术大学学报》期刊2018年12期）
邢相灼[9]（2018）在《铁基超导体112体系Ca_(1-x)La_xFeAs_2单晶的制备及其电输运性能研究》一文中研究指出2013年,研究人员发现了“112”型的新型铁基超导体(Ca,RE)FeAs_2(RE=稀土元素),112体系有着很多奇特的物理性质,为研究铁基超导体中的非常规超导电性提供了又一新的平台。与大部分铁基超导体不同,112体系具有对称性较低的单斜晶体结构(空间群P_(21)),有FeAs层、Ca原子层和准一维的As链层构成。FeAs层主要对超导电性起作用,As链层的存在可以在布里渊区内产生具有各向异性的狄拉克锥口袋以及其他体系中不存在的额外3D空穴型口袋,同时,理论计算表明112体系中存在量子自旋霍尔效应与高温超导电性交错夹层,是研究拓扑超导和Majorana模等相关物理特性的理想体系。本论文中,我们主要针对112体系的单晶样品生长及电输运性能进行了系统的实验研究。首先,我们研究了Ca_(0.8)La_(0.2)FeAs_2单晶中的Co掺杂效应。研究发现通过La元素与少量Co元素共掺杂的方式可以显着提高单晶样品的质量,随着Co含量的继续增加,T_c逐渐被抑制并且出现122相的化学相分离。随后,我们对高质量的Ca_(0.8)La_(0.2)Fe_(0.98)Co_(0.02)As_2单晶样品进行了正常态和超导混合态的的电输运测量,结果发现,在正常态,霍尔系数呈非单调的温度依赖关系,磁电阻在T<175 K下出现Kohler定则的违背,但却符合修订的Kohler定则标度,表明在低温区载流子浓度随温度发生变化或者出现由自旋涨落引起的带间各向异性散射。在混合态,有效钉扎势与磁场的依赖关系~在H~2 T前后有着不同的α值,表明磁通钉扎机制随着磁场的增加发生了改变。同时,通过涡旋玻璃理论发现了涡旋玻璃态到涡旋液态的转变。最后,超导混合态的霍尔效应测量没有发现霍尔符号的变号行为,但霍尔电阻率与纵向电阻率之间仍满足()=A()(β~2)的标度关系,这与之前铜氧化物超导体中的很多理论和实验结果相似。接下来,我们研究了112体系的上临界场及其各向异性行为。首先,我们对Ca_(0.8)La_(0.2)Fe_(0.98)Co_(0.02)As_2样品进行了角度依赖的电阻测量,利用Ginzburg-Laudau(GL)模型对T_c附近的上临界场各向异性进行了研究。为了得到112体系更加全面的上临界场行为,我们对112体系超导单晶样品进行了脉冲强磁场下(H=60T)的电输运测量,通过WHH模型和双带模型拟合,我们发现112体系的上临界场在ab面内主要受到泡利顺磁效应的影响,而在垂直于ab面方向主要受到轨道效应的影响并展现出多带行为。另外,112体系的上临界场各向异性呈现出明显的非单调行为,随着温度的降低先增加后减小,与GL模型的结果一致。随后,通过转角磁电阻测量对“母体”化合物Ca_(0.73)La_(0.27)FeAs_2进行了费米面信息的探究,测量结果表明在T_s/T_N以上,不同角度的磁电阻符合2D标度模型,表明顺磁态费米面是准2D的,而在T_s/T_N以下,2D标度模型出现了一定程度的违背,需要用考虑费米面各向异性值的3D标度模型进行标度。通过与理论计算及ARPES结果比较,我们推断随着La掺杂含量的增加,112体系布里渊区(38)点周围额外的3D空穴型α能带逐渐消失,同时,“母体”化合物Ca_(0.73)La_(0.27)FeAs_2中AFM/结构相变能够引起费米面的重构并导致新的3D费米面出现。最后,我们还发现了低温区域奇异的准线性面内磁电阻并对其起源进行了讨论。最后,采用自助溶剂方法制备出了一系列4d过渡金属Pd掺杂的Ca_(0.755)La_(0.245)Fe_(1-x)Pd_xAs_2单晶样品,通过XRD衍射、EDS元素分析、电阻率、磁化率和霍尔效应测量对其进行了物性表征,得到了完整的电子掺杂相图。我们发现少量的Pd元素(x~0.013)掺杂就能再次诱导出T_c~28 K的体超导电性,磁滞回线表现出明显的第二峰效应,零场下临界电流密度~5.5×10~5 A/cm~2(T=3K),通过分析钉扎力密度与约化磁场的标度行为,结果表明磁通钉扎类型主要为点钉扎。另外,磁光测量结果表明样品中有着均匀的电流分布,临界电流密度大小与Bean模型的计算结果非常吻合。最后,通过不同磁场下的电阻-温度测量,研究了其上临界场及其各向异性和不可逆场的行为,并结合磁化测量得到了磁通相图。(本文来源于《东南大学》期刊2018-12-05）
黄建伟[10]（2018）在《铁基超导体122和SrMnSb_2的光电子能谱研究》一文中研究指出拓扑材料和铁基超导体无疑是近十年来凝聚态物理领域最为活跃的两个新的前沿课题。潜在的应用前景以及对发展凝聚态理论的推动是促使其蓬勃发展的动力。拓扑材料的研究集中在探索新的拓扑相和拓扑相变。对铁基超导体研究的终极目标,是探究高温超导体的超导机理,从而推动更高温度超导体甚至室温超导体的发现。角分辨光电子能谱(ARPES)作为一种研究材料内部电子结构的重要实验手段,在这两类材料的研究中起着至关重要且不可替代的作用。本篇论文主要介绍在这两个领域开展的相关工作,内容分为如下几个部分:1.简要介绍研究背景。主要介绍了铁基超导体的发现以及相关研究。2.主要介绍角分辨光电子能谱的理论基础、原理以及角分辨光电子能谱系统的构成。简要介绍实验室里叁台设备,包括真空紫外激光角分辨光电子能谱仪、自旋分辨角分辨光电子能谱仪以及极低温大动量深紫外激光角分辨光电子能谱仪。另外重点介绍我博士期间主要负责测试、维护和运行的飞行时间角分辨光电子能谱仪以及编写的数据处理程序。3.介绍高质量铁基超导体单晶生长方面的工作,主要针对Ba1-xKxFe2As2单晶的生长及表征。利用自助熔剂法,生长了系列掺杂的高质量Ba1-xKxFe2As2单晶并对其做了相应的表征,为进一步的ARPES测量奠定了基础。4.高分辨激光(6.994eV)角分辨光电子能谱,对最佳掺杂Ba0.6K0.4Fe2As2超导体超导能隙及正常态超导态电子结构的研究。结果表明:(1).在布里渊区中心的两个空穴型费米面具有显着不同的超导能隙,内部费米面表现出极端各向同性的超导能隙,大小为～9.3 meV,而外面费米面的超导能隙则为～5meV。该结果和文献上同样采用激光(6.994eV)ARPES对Ba0.6K0.4Fe2As2超导体超导能隙的测量结果有本质的不同,但与其它基于同步辐射或气体放电光源测量的结果一致。这项结果解决了关于Ba0.6K0.4Fe2As2超导体超导能隙长期以来的争论;(2).实验发现,Ba0.6K0.4Fe2As2超导体的两个空穴型费米面在超导态出现非常尖锐的超导相干峰,但一旦升温到超导温度Tc之上,费米面上则没有任何准粒子峰存在。该结果提供了 Ba0.6K0.4Fe2As2超导体正常态为非费米液体的直接谱学证据,同时也表明,Ba0.6K0.4Fe2As2是一个新的典型的超导系统:具有明确的费米面,但在正常态时费米面上不具有明确的准粒子;(3).发现Ba0.6K0.4Fe2As2超导体在超导态表现出奇异的特性。一方面,超导能隙在超导温度以下,基本保持不变,在达到超导温度时突然下降到零,这种行为明显偏离传统BCS理论中超导能隙和温度的依赖关系。另一方面,Ba0.6K0.4Fe2As2超导体进入超导态后,费米能级附近的谱重和正常态相比不守恒,超导态表现出额外的谱重。这些奇异的性质,希望能够促进相关理论的研究。5.角分辨光电子能谱对Sr1-xNaxFe2As2欠掺杂区域共线反铁磁相以及四重旋转对称磁有序相下的电子结构演变以及超导能隙对称性的研究。结果表明:(1).四重旋转对称磁有序相下的Sr1-xNaxFe2As2电子结构在M点出现新的劈裂,这个劈裂不同于向列相下的能带劈裂,可能起源于对称性破缺引起的能带简并消除或者新的有序相的出现;(2).高分辨激光(6.994eV)ARPES测量发现,在布里渊区中心内部的空穴型费米面上,共线反铁磁和四重旋转对称磁有序相下Sr1-xNaxFe2As2超导态的超导能隙都呈四重对称各向异性的结构,但其能隙最大值方向相差45。,并且其能隙最大值达～10meV,相对其超导温度Tc= 12K异常偏大;另外,其布里渊区中心外部的空穴型费米面超导能隙都为0。不同磁有序相下Sr1-xNaxFe2As2超导能隙结构以及对称性的演变为我们理解磁有序和超导之间的相互作用以及高温超导机理提供了非常重要的信息。6.角分辨光电子能谱对SrMnSb2的电子结构进行详细的研究。己有文献报道SrMnSb2为潜在的时间反演对称性破缺的外尔半金属材料。我们的ARPES实验发现:(1).通过改变不同的光子能量,发现SrMnSb2的能带结构呈现准2维的特征,并且其费米能级附近所有的能带在～1eV的能量范围内表现为线性色散;(2).将APRPES结果与能带计算进行比较,发现它们定性的吻合,并且在费米能以下没有发现拓扑保护的狄拉克点或者外尔点;(3).在布里渊区中心空穴口袋上高对称性点发现四个很强的亮点结构,这个亮点结构目前还不能被理论计算所解释,需要进一步的探索其是否和量子震荡实验报道的拓扑性质相关。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2018-11-01）
铁基超导体论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
扫描隧道显微谱学(Scanning Tunneling Microscopy/Specoscopy,STM/S),作为可以窥探亚纳米级微观世界实空间和能量空间(k-space)信息的手段,自20世纪80年代以来,已经解决了很多物理问题。目前,STM/S已经成为物理学领域的一项普遍使用的实验方法。本论文首先介绍了扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope)的基本原理,然后介绍了使用STM/S对几类材料的研究结果:1.铁基超导体作为高温超导体的一个重要家族,自2008年被发现以来已经获得了极大的关注。和铜基超导体一样,它们都具有二维层状结构,其相图也与铜基超导体也有很多类似之处。但是和母体为绝缘体的铜基超导体不同的是,铁基超导体的母体一般都为导电性较差的金属。我们利用STM/S详细研究了Fe_(1+y)Te_(1-x)Se_x体系(y代表晶体中的过量铁,x代表Te与Se的比例),从母体Fe_(1+y)Te出发,测量了不同Se掺杂(x=0%~50%)的样品,发现了两个非常有趣的现象:一是少量Se掺杂的样品在超导转变温度以上仍存在能隙特征,这与铜基超导体的赝能隙非常类似。赝能隙普遍存在于铜基超导体中,但是铁基超导体中相关研究报道较少。不过,虽然Fe_(1+y)Te_(1-x)Se_x拥有类似赝能隙的特征,但是其微观起源与铜基超导体是否相似仍未可知。二是随着Se掺杂的增加,体系的超导能隙从5.2meV减少到1.5meV,但是其超导转变温度反而从10 K上升到14 K左右,也即能隙大小越大,超导转变温度越低。在Se不断增加的过程中,这个体系的超导相位相干性(从超导相干峰的强度变化看出)也在逐渐增强。我们猜想,上述结果可能表明Fe_(1+y)Te_(1-)_xSe_x在x=0%~50%区间内的超导转变温度是由相位相干而不是能隙(配对强度)决定的。2.非中心对称超导体最近获得很大的关注,因为此体系很可能拥有人们非常感兴趣的拓扑超导电性,而拓扑超导态的磁通量子涡旋(vortex)中很有可能存在Majorana零能模。作为结构较简单的非中心对称超导体,PbTaSe_2最近受到了广泛的关注。我们用STM/S对其做了系统研究,不仅证实其表面具有超导电性,而且通过准粒子散射图像(Quasiparticle Interference,QPI)发现其表面不存在背散射通道,支持了其表面态存在拓扑的自旋动量锁定特征的理论预言,从而也表明了PbTaSe_2是一个很有可能存在拓扑超导电性的体系。3.二维拓扑绝缘体在边界拥有无背散射的拓扑边缘态,使用这种边缘态做导电通道可以制作无能量耗散的电子器件。理论预言,单层ZrTe_5/HfTe_5是一种大能隙二维拓扑绝缘体,但其边缘态的拓扑非平庸性仍需实验证实。我们利用STM/S对HfTe_5的表面单层进行了系统研究,进一步指出了HfTe_5的边缘态极有可能是拓扑边缘态,从而为HfTe_5是大能隙二维拓扑绝缘体提供了更有力的实验证据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
铁基超导体论文参考文献
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