Bi 2 Sr 2 CuO 6+δ 和ZrSiSe材料的低溫掃描隧道譜研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-29 07:09
掃描隧道顯微鏡除了表面的形貌表征以外,還可以進(jìn)行譜學(xué)測(cè)量。掃描隧道譜及其傅里葉變換的測(cè)量,將掃描隧道顯微鏡的探測(cè)范圍從單純的表面、晶格、雜質(zhì),擴(kuò)展到了材料電子結(jié)構(gòu)的特征。我們可以用這個(gè)技術(shù)來研究材料的能帶、費(fèi)米面、有序態(tài)等等。銅氧高溫超導(dǎo)體已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了將近三十年,人們?cè)谶@種材料中發(fā)現(xiàn)了包括莫特絕緣相、超導(dǎo)相、贗能隙等多種豐富的物相,但其中的物理機(jī)制仍然存在爭(zhēng)議,這類材料還有許多值得我們繼續(xù)研究的地方。拓?fù)涔?jié)線半金屬是這幾年預(yù)測(cè)并發(fā)現(xiàn)的新材料,其能帶具有受材料對(duì)稱性保護(hù)的非平庸拓?fù)湫再|(zhì),是當(dāng)前凝聚態(tài)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。這兩類材料中都擁有豐富有趣且值得研究的電子結(jié)構(gòu)。本文基于掃描隧道譜的實(shí)驗(yàn)技術(shù),對(duì)銅氧高溫超導(dǎo)體材料(Bi,Pb)2(Sr,La)2CuO6+δ與拓?fù)浒虢饘俨牧蟌rSiSe展開了電子性質(zhì)的測(cè)量,主要內(nèi)容包括:(1)(Bi,Pb)2(Sr,La)2CuO6+δ樣品中摻雜氧原子的電子效應(yīng)的研究。我們利用掃描隧道顯微鏡分別研究了一塊最佳摻雜與一塊過摻雜的(Bi,Pb)2(Sr,La)2CuO6+δ樣品中的摻雜氧原子。在干凈的區(qū)域上,我們測(cè)量了樣品的表現(xiàn)形貌,同時(shí)得到了空間分布的微分電...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:140 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.3?(a)?s波的超導(dǎo)能隙
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?1緒論??個(gè)重要區(qū)別是,前者容易受到結(jié)構(gòu)中缺陷的影響,而后者則相對(duì)穩(wěn)定|17]。掃描隧道顯微鏡??在銅氧化物超導(dǎo)體中觀察到了與雜質(zhì)相關(guān)的贗能隙不均勻性,然而超導(dǎo)能隙卻表現(xiàn)為各向??均勻,這說明d波超導(dǎo)基本不受雜質(zhì)的影響(圖1.4)。??總而言之,理解摻雜的莫特絕緣體是理解高Tc的核心|5]。然而在這個(gè)問題的研究上,??我們還是深受理論概念和實(shí)驗(yàn)方法的局限。??攀畫??- ̄1 ̄ ̄|?????[ ̄?t??-7b?-51'?-2b?0?2b?bO?7b????Sarnie:?Iibk?(mV?IT.?—??0?mr?V?40?meV??(c)?s?30^Y—(d)??i?(一一一??J?:?々卜一?r?,??S?20?-?V??-?T ̄、一^f、一-?,一?'?■-?、??^?v??i?i.5-?—一、一??|?^f??I?10?:?—'、-y—一.一?,????〇?5?]?一.r,?1?丫一-了—1.?一??-75?-5(1-25?0??5?50?7!??Sample?bias?(mV1}?——??0?meV?40?neV??圖1.4?(a-b)分別為贗能隙的dl/dV譜和能隙圖,展示了?Bi2201的贗能隙大小在低溫下存在明顯的不??均勻性。(c-d)分別為提取出來的超導(dǎo)能隙譜和能隙圖,展示了超導(dǎo)能隙的大小在所測(cè)區(qū)域內(nèi)分布均勻。??圖引自文獻(xiàn)[18]。??5??
、?CCOC的體系中,STM實(shí)驗(yàn)都在超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度以下觀察到了電荷序,這說明即使兩者存在??竟?fàn)庩P(guān)系,但它們?cè)谖⒂^上是可以共存的。隨著數(shù)據(jù)精度與分析方法的提高,越來越多的??實(shí)驗(yàn)組注意到了這個(gè)電荷序的周期并不一定是準(zhǔn)確的4a<u近幾年來的實(shí)驗(yàn)分祈表明,該??電荷序在欠摻雜區(qū)域(大贗能隙)是公度的1?42】;但是在過摻區(qū)域(小贗能隙)是非公度??的,此時(shí)電荷序周期會(huì)隨摻雜程度的增大而增大[3M3]。在同一材料中,由于不均勻性的存??在,STM可以對(duì)不同贗能隙大小的區(qū)域分別研究其電荷序周期,分析發(fā)現(xiàn)局域的電荷序周??期與該區(qū)域的贗能隙大小也表現(xiàn)出了類似的規(guī)律(詳見圖1.6)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Electronic effect of doped oxygen atoms in Bi2201 superconductors determined by scanning tunneling microscopy[J]. Ying Fei,KunLiang Bu,WenHao Zhang,Yuan Zheng,Xuan Sun,Ying Ding,XingJiang Zhou,Yi Yin. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2018(12)
[2]銅氧化物高溫超導(dǎo)體中的電子有序態(tài)[J]. 阮威,王亞愚. 物理. 2017(08)
[3]拓?fù)浒虢饘傺芯孔钚逻M(jìn)展[J]. 翁紅明,戴希,方忠. 物理. 2015(04)
[4]Iron-based high transition temperature superconductors[J]. Xianhui Chen,Pengcheng Dai,Donglai Feng,Tao Xiang,Fu-Chun Zhang. National Science Review. 2014(03)
本文編號(hào):3413280
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:140 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.3?(a)?s波的超導(dǎo)能隙
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?1緒論??個(gè)重要區(qū)別是,前者容易受到結(jié)構(gòu)中缺陷的影響,而后者則相對(duì)穩(wěn)定|17]。掃描隧道顯微鏡??在銅氧化物超導(dǎo)體中觀察到了與雜質(zhì)相關(guān)的贗能隙不均勻性,然而超導(dǎo)能隙卻表現(xiàn)為各向??均勻,這說明d波超導(dǎo)基本不受雜質(zhì)的影響(圖1.4)。??總而言之,理解摻雜的莫特絕緣體是理解高Tc的核心|5]。然而在這個(gè)問題的研究上,??我們還是深受理論概念和實(shí)驗(yàn)方法的局限。??攀畫??- ̄1 ̄ ̄|?????[ ̄?t??-7b?-51'?-2b?0?2b?bO?7b????Sarnie:?Iibk?(mV?IT.?—??0?mr?V?40?meV??(c)?s?30^Y—(d)??i?(一一一??J?:?々卜一?r?,??S?20?-?V??-?T ̄、一^f、一-?,一?'?■-?、??^?v??i?i.5-?—一、一??|?^f??I?10?:?—'、-y—一.一?,????〇?5?]?一.r,?1?丫一-了—1.?一??-75?-5(1-25?0??5?50?7!??Sample?bias?(mV1}?——??0?meV?40?neV??圖1.4?(a-b)分別為贗能隙的dl/dV譜和能隙圖,展示了?Bi2201的贗能隙大小在低溫下存在明顯的不??均勻性。(c-d)分別為提取出來的超導(dǎo)能隙譜和能隙圖,展示了超導(dǎo)能隙的大小在所測(cè)區(qū)域內(nèi)分布均勻。??圖引自文獻(xiàn)[18]。??5??
、?CCOC的體系中,STM實(shí)驗(yàn)都在超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度以下觀察到了電荷序,這說明即使兩者存在??竟?fàn)庩P(guān)系,但它們?cè)谖⒂^上是可以共存的。隨著數(shù)據(jù)精度與分析方法的提高,越來越多的??實(shí)驗(yàn)組注意到了這個(gè)電荷序的周期并不一定是準(zhǔn)確的4a<u近幾年來的實(shí)驗(yàn)分祈表明,該??電荷序在欠摻雜區(qū)域(大贗能隙)是公度的1?42】;但是在過摻區(qū)域(小贗能隙)是非公度??的,此時(shí)電荷序周期會(huì)隨摻雜程度的增大而增大[3M3]。在同一材料中,由于不均勻性的存??在,STM可以對(duì)不同贗能隙大小的區(qū)域分別研究其電荷序周期,分析發(fā)現(xiàn)局域的電荷序周??期與該區(qū)域的贗能隙大小也表現(xiàn)出了類似的規(guī)律(詳見圖1.6)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Electronic effect of doped oxygen atoms in Bi2201 superconductors determined by scanning tunneling microscopy[J]. Ying Fei,KunLiang Bu,WenHao Zhang,Yuan Zheng,Xuan Sun,Ying Ding,XingJiang Zhou,Yi Yin. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2018(12)
[2]銅氧化物高溫超導(dǎo)體中的電子有序態(tài)[J]. 阮威,王亞愚. 物理. 2017(08)
[3]拓?fù)浒虢饘傺芯孔钚逻M(jìn)展[J]. 翁紅明,戴希,方忠. 物理. 2015(04)
[4]Iron-based high transition temperature superconductors[J]. Xianhui Chen,Pengcheng Dai,Donglai Feng,Tao Xiang,Fu-Chun Zhang. National Science Review. 2014(03)
本文編號(hào):3413280
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