超導材料由于具有電子運動無損耗特性,在航空航天、生物醫(yī)療、計算機、通訊等領域有廣闊的應用前景。具有復雜和豐富物理性質的高溫超導體是強關聯(lián)電子體系,不符合常規(guī)超導體的超導微觀理論,因此,開發(fā)更高轉變溫度的新型超導材料,研究更全面的超導機理仍是目前研究的熱點之一。本文利用紅外光譜、THz時域光譜和時間分辨超快光譜等手段,在可見、紅外及THz光譜區(qū)域,對電子型銅氧化物高溫超導體LCCO、尖晶石氧化物超導體LTO、鐵基超導體FeSe的光學性質進行測試,得到了超導薄膜材料的光學常數(shù)、晶格振動、聲子模式等信息,進而通過Kramers-Kronig（K-K）關系等計算得到其光電導特性,結合超導薄膜材料電輸運性質及光學色散模型,得到電荷的動力學信息,如弛豫時間、直流電導率等,實現(xiàn)對超導薄膜材料物理性質的分析。期望通過對光子與超導材料的相互作用的分析,研究超導材料光學特性的響應機理,從而探究材料的超導特性、結構相變等物理機制。本文具體研究內(nèi)容如下:1.利用脈沖激光沉積法,在（001）SrTiO3襯底上生長了最優(yōu)摻雜La2-xCexCuO4（LCCO,x=0.1）薄膜,并對其在400-4000 cm-1頻... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１關聯(lián)電子體系中，集體激發(fā)的特征能量示意圖

??能量尺度，并將其用光譜學常用單位標度出來。從圖１．１我們可以看到，光學手段??可以探測的能量范圍涵蓋了凝聚態(tài)物理領域里很多重要的能量尺度，例如，在遠??紅外、太赫茲、亞微米能量范圍對應固體材料的超導能隙、穿透深度等性質。在??中紅外能量范圍對應固體材料的聲子峰、晶格振動等特性。在近紅外、可見光能??量范圍對應固體材料電子的帶間躍遷、等離子體振蕩頻率等物理性質。通過研宄??材料的光學性質，我們可以獲得材料本身的物理特性。??在凝聚態(tài)物理現(xiàn)象的光學研宄中，利用光學方法可以得到復光電導率、復介??電常數(shù)、復折射率等光學常數(shù)。其中，最常用的方法是在一個很寬的頻率范圍內(nèi)??測量反射率，對于透光較強的材料則通過測量其透射率，通過�。茫颍幔恚澹颍螅桑茫颍叮睿椋纾ǎ耍桑�??關系和光學常數(shù)的相互關系可以得到材料相應的光學常數(shù)。除此之外，也可以通??過測量直接獲得復光學常數(shù)的實部和虛部，而不需要Ｋ－Ｋ變換，從而避免了外推??引入的誤差。例如

２０１１年的光學研究的綜述中，詳細介紹了各種相關電子材料的電磁響應研宄，包??括過渡金屬氧化物、有機和分子導體、金屬間化合物以及磁性半導體等，分析了??其靜態(tài)光電導譜及時間分辨光譜特性。圖１．２是關聯(lián)效應對巡游電子光學響應修正??的示意圖。圖１．２中依次顯示了弱相互作用體系（左圖），電子玻色子耦合體系（中??圖）和強關聯(lián)體系（右圖）的能量色散關系五（幻，光電導實部＾（〇＞），散射率１／ｔ（？）??和有效質量ｍ＞）。（７伽）最高能量的特征對應帶間躍遷（彩圖中的紅色區(qū)域）［ｕ?１。??為了研究物理過程對應的時域光譜特征及光譜轉移特征，人們利用超快光譜??學技術來研宄這些玻色子激發(fā)背后的物理本質。對于超快的研宂，可以用電子學??和光學的方法實現(xiàn)，但電子學的時間分辨率一般在納秒量級，有很大的局限性，??利用光學方法可實現(xiàn)飛秒量級的分辨率。１９９９年化學諾貝爾學獎獲得者“飛秒化??學之父”，加州理工大學Ａｈｍｅｄ?Ｚｅｗａｉｌ［２Ｃ）］教授利用超快光學的手段研宄了在化學領??域的超快動力學過程，即利用超快光譜在化學反應發(fā)生本征時間尺度上研宄了反??應中的過渡態(tài)（暫穩(wěn)態(tài)）

【參考文獻】：
期刊論文
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