自從上世紀六十年代隧道譜技術被發(fā)明以來,其在非常規(guī)超導機理研究中表現(xiàn)出不可替代的作用。隧道譜具有極高的能量分辨率,是研究超導能隙、贗能隙、電子-玻色子耦合等的重要手段。在本文中,我們對若干非常規(guī)超導體系點接觸隧道譜進行了系統(tǒng)的研究并自主設計搭建了一臺組合激光分子束外延與掃描隧道顯微鏡聯(lián)合系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下:（1）研究了在（Li1-xFex）OHFeSe,LiTi2O4和La1.9Ce0.1CuO4-δ體系點接觸隧道譜上的非本征現(xiàn)象,特別是臨界電流效應,并與本征的隧道譜現(xiàn)象如Andreev反射、多能隙、p/d波等行為進行了比較和區(qū)分,這對于辨別隧道譜中的非本征現(xiàn)象具有重要的參考意義。（2）研究了[001]取向LiTi2O4薄膜的電輸運和隧道譜。發(fā)現(xiàn)LiTi2O4體系在50K以上表現(xiàn)為各向同性負磁阻,而在50K以下則表現(xiàn)為各向異性正磁阻。在超導態(tài),能隙和磁場平方線性相關。我們認為負磁阻起因于自旋漲落或自旋軌道耦合引起的散射而正磁阻則來源于軌道相關態(tài)。進入超導態(tài),軌道相關態(tài)與庫珀對相互作用,引起了能隙與磁場的異常標度行為。（3）對比研究了[001]、[110]和[111]取向LiTi2O4薄... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２：?ＳＴＭ工作原理示意圖軋⑷針尖和樣品之間為真空勢壘

鎏嵫?裕喝喚韁校Т嬖謨?敲婺艿某??繼澹?喲牛崳?場之啟，樣品內(nèi)部會產(chǎn)生貴子化的磁逋渦旋，磁通線會形成周期格子。ＳＴＭ是??觀測磁通行為的強有力手段（如圖１．３所示）。大多數(shù)傳統(tǒng)超導體中，磁通排列??為三角格子然而，有些特殊體系中，磁通卻呈現(xiàn)出四方格子［１７Ｌ在ＦｅＳｅ單??晶中新奇的發(fā)現(xiàn)了橢圓形磁通，后被證實是超導和向列相共同作用的結果［１８１??研究磁通芯子到磁通邊緣譜型的演化規(guī)律能夠提供體系很多本征的行為。例如，??近期．Ｂｅｒｔｈｏｄ魯人在ＹＢ．ａ２：２Ｃｕ３〇７－＜ｙ．．中觀察：到?Ｃａｒｏｌｉ?－?ｄ．ｅ?Ｇｅｎｎｅｓ?－’Ｍａｔｒｉｅｏｎ磁通??態(tài)行為與傳統(tǒng)超導體十分類似，因此，他們認為銅氧化物超導電性仍然可以用??平均場理論解釋ｌ１９ｈ??雜質(zhì)態(tài)利用ＳＴＭ研究雜質(zhì)態(tài)周圍隧道譜的演化是探索超導電性機理的??一個極其重要的手段。例如，Ｓ．Ｈ．Ｐａｒｉ等人在Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２０８侈中摻入Ｚｎ可以看??到沿節(jié)點方向和反節(jié)點方向能隙呈現(xiàn)出不同的演化規(guī)律＿。在Ｊ．Ｘ．?Ｙｉｎ等人??在Ｆｅ＿（Ｔｅ；Ｓｅ）：中＿雜質(zhì)Ｆｅ位觀察到穩(wěn)定的零能模．，極有可能是Ｍａｊｏｒａｎａ費米子存在．??的證據(jù)［２１�。�??準粒子干涉準粒子波遇到雜質(zhì)或晶格缺陷引起的無序發(fā)生彈性碰撞，引起??的反射波與入射波疊加會形成￥涉條紋。利用ＳＴＭ可以直接觀測到準粒子波的??干涉條紋

超導出現(xiàn)完全；｜８＿＿贗能隙。．１９９８＿？?Ｃ．?Ｒｅｎｎｅｒ等人測晨了欠摻雜．和最佳摻??雜Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２０８＋ａ的隧道譜，發(fā)現(xiàn)超導能隙平滑演化到ＴＶ之上仍能觀察到，他??們認為該能隙就是贗能隙（如圖１．５所示）［２４１。然而，近期Ｙ．Ｆ．Ｌｖ等人利用氬離??子轟擊樣品表面分別得到Ｂｉ２２１２的Ｂｉ０２面，ＳｒＯ面及Ｃｕ０２面，并測量了不同面??的隧道譜，他們發(fā)現(xiàn)之前測暈的贗能隙均來源于歷０２面，而傳統(tǒng)觀點認為超導??來源于Ｃｕ０２，在〇１１〇２面內(nèi)觀察到的超導能隙遠小于贗能隙（如＿１．１４所示）。因??此他們認為贗能隙和超導能隙具有不同的起源??義ｉ??！?誦??＆?：?ＴＣ＝８３．０Ｋ?＼?２９３．２Ｋ??〇?５??Ｉ．．．．?Ｉ?Ｉ．．．．?Ｉ??－２００?－１００?０?１００?２００??Ｖｓ－ｌｅ?＿??圖１．５：欠摻雜Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２０＿樣品不同溫度隧道譜??除了以上介紹的幾點，ＳＴＭ在超導研宄領域還有更多的應用，比如非彈性??隧道譜＿、自旋極化隧道譜吒直接觀察其它有序相（如ＣＤＷ問、條紋相＿??等）及研宄它們與超導相之間的關系等，這些對我們?nèi)嬲J識超導物理具有十??分童要的意義。??１．２唯一尖晶石氧化物超導體ＬｉＴｉ２０４的研究背景??尖晶石氧化物以其特有的變價特性及阻挫晶格表現(xiàn)出復雜的電荷序［２９１、軌??道序＾及自旋漲落［３１］等行為。伴隨這些行為出現(xiàn)了鐵電［３２］、磁致伸縮％、多??鐵＿、超導電性Ｗ、重費米子Ｗ等豐富的現(xiàn)象，為研究凝聚體物性提供了良??好的平臺。在目前發(fā)現(xiàn)的近百種尖晶石氧化物中，只有極少數(shù)表現(xiàn)出金屬特??性

【參考文獻】：
期刊論文
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