本文關(guān)鍵詞：LaRu_3Si_2,Bi_4O_4S_3超導(dǎo)體和SmB_6近藤拓撲絕緣體性質(zhì)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：凝聚態(tài)物理研究對象包含了各種各樣新奇的物理材料。材料的關(guān)聯(lián)性和偏離費米液體描述是當(dāng)今凝聚態(tài)物理的重要研究方向。本論文是關(guān)于Kagome格子超導(dǎo)體和SmB6的研究。前者具有自旋阻錯行為,被認為有較強的自旋漲落,具有產(chǎn)生高溫超導(dǎo)電性的機會。而SmB6是具有近藤特性的材料,最近又發(fā)現(xiàn)具有Dirac電子特性的表面態(tài),因此備受關(guān)注。這篇論文將以這兩類材料為研究對象進行深入的研究。論文首先介紹了超導(dǎo)研究的基本發(fā)展歷史,相關(guān)的超導(dǎo)理論,以及本論文研究的超導(dǎo)材料相關(guān)的物理背景,進一步還介紹了拓撲絕緣體和Kondo型拓撲絕緣體。第二章描述了低溫比熱測量方法和實驗裝置。論文的第三章介紹了層狀的過渡金屬化合物L(fēng)aRu3Si2系列材料的超導(dǎo)性質(zhì)。這一材料是六角結(jié)構(gòu),包含了過渡金屬Ru構(gòu)成的kagome格子,由于kagome格子所具有本征的自旋阻挫,可能使材料具有新穎物理性質(zhì)。對其的電輸運性質(zhì)和比熱的測量我們可以得出它可能是s波超導(dǎo)體,而通過對Ru位進行Fe和Co的摻雜我們發(fā)現(xiàn)很顯著的不同超導(dǎo)壓制行為,Fe雜質(zhì)引入了很強的局域磁矩而Co雜質(zhì)則不然。并且結(jié)合理論計算得出Fe是磁性雜質(zhì)而Co則作為非磁性雜質(zhì),這也從另一方面說明該超導(dǎo)體是s波配對的。我們還研究了另外一種相同結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)體Ba2/3Pt3B2,輸運測量表明該材料的性質(zhì)與LaRu3S12相似,并且通過計算我們得出其Wilson率高達34,表明了這一樣品具有很強的關(guān)聯(lián)性,我們將在文中對這一結(jié)果進行討論。論文的第四章介紹了新發(fā)現(xiàn)的BiS2基超導(dǎo)體Bi4O4S3的輸運和隧道譜研究結(jié)果。在對B14O4S3的磁場下電阻測量發(fā)現(xiàn)它存在很大的磁阻和較高磁場下電阻溫度曲線出現(xiàn)類絕緣體的低溫上翹行為。另外磁場下超導(dǎo)零電阻性被完全壓制后,電阻曲線仍然存在拐點,在相圖中得到了一個非常大的超導(dǎo)漲落區(qū)域。對于該樣品的隧道譜測量得到的平均超導(dǎo)能隙值為3 meV,對應(yīng)的比例△/kbTc的值為17,是BCS理論弱耦合結(jié)果的5倍。而且隧道譜在溫度高于Tc和磁場大于上臨界場的情況下仍然有超導(dǎo)樣能隙特征的存在,驗證了輸運數(shù)據(jù)中的很強的超導(dǎo)漲落的物理圖像。在該材料中發(fā)現(xiàn)的如此強的超導(dǎo)漲落和強耦合特性證明這一材料中可能的奇異超導(dǎo)配對對稱性。論文的第五章介紹了新型的Kondo拓撲絕緣體SmB6的合成和輸運特性。我們用電弧爐合成了高質(zhì)量的SmB6單晶樣品。測量得到的電阻曲線隨溫度降低而電阻升高,證明其體態(tài)是絕緣特性的。而電阻在低溫下沒有無限升高而出現(xiàn)了電阻接近飽和的現(xiàn)象,證明了樣品可能存在導(dǎo)電良好表面態(tài)。通過角分辨光電子譜的測量,我們驗證了SmB6中表面態(tài)的存在,表明SmB6確實是新型的kondo型拓撲絕緣體。因此這一材料包含了新穎的物理特性,為研究拓撲絕緣體提供了新的素材。最后一章給出了論文總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：非常規(guī)超導(dǎo) Kagome格子 BiS_2基超導(dǎo)體 Kondo拓撲絕緣體
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O611.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-27
• 1.1 超導(dǎo)基本發(fā)展史10-13
• 1.2 BCS理論13-14
• 1.3 費米液體和非費米液體行為14-15
• 1.4 晶體磁性15-20
• 1.4.1 交換相互作用15-16
• 1.4.2 鐵磁16-17
• 1.4.3 反鐵磁17-18
• 1.4.4 自旋阻挫18-20
• 1.5 金屬中的磁性20-22
• 1.5.1 Pauli順磁20-21
• 1.5.2 Kondo效應(yīng)21-22
• 1.6 拓撲絕緣體22-24
• 參考文獻24-27
• 第二章 比熱測量及數(shù)據(jù)處理27-33
• 參考文獻32-33
• 第三章 LaRu_3Si_2系列超導(dǎo)體物性研究33-60
• 3.1 LaRu_3Si_2超導(dǎo)體物性研究33-41
• 3.1.1 實驗方法和樣品表征34
• 3.1.2 實驗結(jié)果和討論34-41
• 3.2 LaRu_3Si_2雜質(zhì)態(tài)研究41-50
• 3.2.1 樣品制備和表征41-50
• 3.3 Ba_(2/3)Pt_3B_2的超導(dǎo)性質(zhì)的研究50-53
• 3.3.1 樣品制備和表征50
• 3.3.2 物性測量及其結(jié)果50-53
• 3.4 小結(jié)53-55
• 參考文獻55-60
• 第四章 Bi_4O_4S_3超導(dǎo)性質(zhì)研究60-81
• 4.1 樣品制備61
• 4.2 數(shù)據(jù)采集及結(jié)果分析61-73
• 4.3 小結(jié)73-74
• 參考文獻74-81
• 第五章 Kondo型拓撲絕緣體81-91
• 5.1 SmB_6樣品的合成82-83
• 5.2 實驗結(jié)果及討論83-88
• 5.3 小結(jié)88-89
• 參考文獻89-91
• 第六章 論文總結(jié)91-93
• 發(fā)表論文93-95
• 致謝95-96

  本文關(guān)鍵詞：LaRu_3Si_2,Bi_4O_4S_3超導(dǎo)體和SmB_6近藤拓撲絕緣體性質(zhì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259703