強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系是當(dāng)前凝聚態(tài)物理研究的重要方向之一,而重費(fèi)米子材料是典型的強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系,其中f電子與傳導(dǎo)電子之間的相互作用,形成了豐富的電子相圖和物理性質(zhì),例如超導(dǎo)電性、非費(fèi)米液體行為、量子臨界行為等。點(diǎn)接觸譜技術(shù)作為探測(cè)費(fèi)米面附近電子態(tài)的重要實(shí)驗(yàn)手段之一,在重費(fèi)米子體系的研究中發(fā)揮獨(dú)特的作用,亟待深入的探索和理解。本文的主要內(nèi)容是運(yùn)用點(diǎn)接觸譜技術(shù)測(cè)量?jī)深愔刭M(fèi)米子材料URu2Si2和CeOs2Al10的能隙結(jié)構(gòu),具體如下:第一章為本文的緒論部分,本章簡(jiǎn)單介紹了重費(fèi)米子體系,包括重費(fèi)米子的基本性質(zhì),RKKY和近藤相互作用,量子臨界和近藤半導(dǎo)體等。第二章為實(shí)驗(yàn)方法概述,系統(tǒng)介紹了點(diǎn)接觸譜技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器及其在不同體系中的應(yīng)用。第三章主要是運(yùn)用點(diǎn)接觸譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)具有隱藏序的URu2Si2的測(cè)量。通過(guò)大量點(diǎn)接觸譜的數(shù)據(jù)分析,我們認(rèn)為URu2Si2的電導(dǎo)譜存在兩套雙峰結(jié)構(gòu):一套是位于7meV左右的對(duì)稱雙峰結(jié)構(gòu),這套雙峰結(jié)構(gòu)可能對(duì)應(yīng)于雜化能隙;一套是位于+2meV和-3.5meV左右的非對(duì)稱雙峰結(jié)構(gòu),可能對(duì)應(yīng)隱藏序能隙。在隱藏序轉(zhuǎn)變溫度之上,點(diǎn)接觸電導(dǎo)曲線呈現(xiàn)零偏壓電導(dǎo)峰的結(jié)... 

【文章來(lái)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

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３?ＣｅＣｕ６相干性隨Ｌａ摻雜量的變化［１３］??

和Ｋｉｔｔｅｌ在研究??４ｇ１１９核磁共振譜線增寬現(xiàn)象時(shí)提出傳導(dǎo)電子的極化作用，即核自旋通過(guò)與傳導(dǎo)??電子自旋之間的相互作用，使得核與核之間間接發(fā)生交換作用。這一理論由??Ｋａｓｕｙａ和Ｙａｓｉｄａ加以運(yùn)用和發(fā)展形成了較為完善的理論［１６］。在重費(fèi)米子體系中，??相鄰ｆ電子形成的磁矩范圍一般小于相鄰磁性原子之間的距離，這使得ｆ電子之間??無(wú)法產(chǎn)生直接的相互作用，但是ｆ電子與傳導(dǎo)電子的直接相互作用可以極化傳導(dǎo)??電子，從而與其他ｆ電子產(chǎn)生間接的相互作用，相互作用圖如圖所示??ｙ??圖１．４?ＲＫＫＹ相互作用的示意圖??ＲＫＫＹ相互作用的哈密頓量如下所示??ｒｒ?９ｔｔ?２；２ｖ?Ｓｉ＇Ｓｊ＾，?、Ｓｉｎ（２／＾Ａ??＾ｒｋｋｙ?＝?￣—?［２ｋＦ?ｃｏｓ（２／ｃＦｒ￡ｙｊ???］??＝－Ｙ?Ｋｒ＾Ｓｊ－Ｓｉ??其中為兩個(gè)ｆ電子之間的距離，／ＣＦ為體系的費(fèi)米波矢，＼為傳導(dǎo)電子的濃度。??公式中的表示的是電子間的相互作用強(qiáng)度，隨ｒｉ７？的變化呈現(xiàn)周期振蕩，大小??隨著ｒ＾＿衰減，而丨（ｒｉ；）的正負(fù)則表示體系在零溫條件下的磁結(jié)構(gòu)。ＲＫＫＹ相互作用??的特征溫度為：??Ｔｒｋｋｙ？ｌ２Ｐ??對(duì)于重費(fèi)米子體系中近藤效應(yīng)與ＲＫＫＹ相互作用之間的競(jìng)爭(zhēng)，Ｄｏｎｉａｃｈ進(jìn)行??了深入的研究，圖１．５為Ｄｏｎｉａｃｈ相圖［１７］。從圖中可以較為直觀的看到近藤效應(yīng)與??ＲＫＫＹ相互作用之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。圖中紅色和藍(lán)色的虛線分別表示ＲＫＫＹ相互作??用和近藤效應(yīng)的特征溫度隨相互作用強(qiáng)度Ｊ的變化。當(dāng)Ｊ值比較小的時(shí)候，體系中??ＲＫＫＹ相互作用處于主導(dǎo)地位，體系呈現(xiàn)長(zhǎng)程磁有序的基態(tài)；當(dāng)Ｊ值比較大的時(shí)??６??

?Ｋ?」??圖?１．５?Ｄｏｎｉａｃｈ相圖［１７】??在重費(fèi)米子化合物中，由于能量標(biāo)度比較小，相互作用強(qiáng)度ｊ可以通過(guò)與溫??度無(wú)關(guān)的外界人為手段進(jìn)行調(diào)控使體系在臨界點(diǎn)附近發(fā)生連續(xù)的相變，而這種由??量子漲落引起的相變稱為量子相變，而這個(gè)臨界點(diǎn)被稱為量子臨界點(diǎn)（ＱＣＰ）。??１．３量子臨界點(diǎn)??量子臨界性描述了物質(zhì)在零溫度下經(jīng)歷二階相變的集體漲落。對(duì)于這種量子??臨界行為，不同的科學(xué)提出了不同的理論來(lái)解釋，例如局域量子相變理論、二流??體理論『１８］、價(jià)電子漲落理論［１９］等。圖１．６顯示的是理論上給出的兩種反鐵磁量子??臨界的相圖。圖（ａ）為局域型量子臨界點(diǎn)，圖（ｂ）為自旋密度波（ＳＤＷ）量子臨界點(diǎn)，??紅色的虛線ｆ代表的是小費(fèi)米面與大費(fèi)米面的分界，是量子臨界的標(biāo)度。在：＾左??側(cè)的區(qū)域，體系的ｆ電子處于局域狀態(tài)對(duì)費(fèi)米面沒(méi)有貢獻(xiàn)；在ｆ右側(cè)的區(qū)域，ｆ電??＾ｖｍ＼＼＼?）ｍｍ＼?Ｑｒ??卞警／／／�！�?／Ｋ??＇?＾??ｐｌｉｉｌｉｉｉｍｌ?Ｉ?／?／??Ｓｍａｌｌ?ｆｅｎｎｉ?ｓｗｆａｃｄ?ｑｑｊ?Ｌａｒｇｅ?Ｆｅｒｍｉ?ｓｕｒｔａｃｅ?＾?〇〇＞?彡??圖１．６理論上給出的兩種量子臨界點(diǎn)（ａ）為局域型量子臨界點(diǎn)（ｂ）為ＳＤＷ型量子臨界點(diǎn)??７??


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