本文關(guān)鍵詞：拓?fù)浒虢饘倥c關(guān)聯(lián)金屬磷族化合物超導(dǎo)電性的高壓探索

  更多相關(guān)文章： 狄拉克半金屬 重費(fèi)米子化合物 高壓 超導(dǎo) 相變

【摘要】：本文重點(diǎn)研究了近期備受關(guān)注的幾種新發(fā)現(xiàn)的具有奇異電子結(jié)構(gòu)的拓?fù)浒虢饘俸完P(guān)聯(lián)金屬磷族化合物的高壓行為。研究中主要采用高壓輸運(yùn)、高壓比熱以及高壓原位X射線衍射與吸收等測(cè)量手段對(duì)其物理性質(zhì)或潛在的超導(dǎo)電性進(jìn)行了探索性研究,旨在為理解超導(dǎo)機(jī)制提供壓力維度的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本論文主要包括以下幾部分內(nèi)容:第一章主要介紹拓?fù)浒虢饘俚陌l(fā)現(xiàn)與研究進(jìn)展,尤其介紹了拓?fù)浒虢饘俚木w結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)相變等現(xiàn)象。同時(shí),還介紹了重費(fèi)米子超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體的發(fā)展歷史以及相關(guān)高壓超導(dǎo)電性的研究進(jìn)展。第二章主要介紹本文研究中所使用的高壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備與高壓測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括金剛石對(duì)頂壓砧和高壓-低溫-磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng);高壓實(shí)驗(yàn)方法包括高壓輸運(yùn)、高壓比熱以及高壓X射線衍射與吸收。第三章主要介紹三種奇異半金屬的高壓研究,分別為Cd3As2,Na3Bi和PtBi2。對(duì)三維狄拉克半金屬Cd3As2的高壓研究表明,在壓力為2.57 GPa附近,Cd3As2存在由四方(I41/acd)到單斜(P21/c)的結(jié)構(gòu)相變,結(jié)構(gòu)相變的發(fā)生改變了其晶體對(duì)稱性。電阻由金屬行為向半導(dǎo)體行為的轉(zhuǎn)變、能隙的出現(xiàn)以及霍爾電阻、遷移率的大幅下降均表明壓力破壞了Cd3As2的三維狄拉克半金屬態(tài)。對(duì)三維狄拉克半金屬Na3Bi的高壓研究表明該化合物的晶體結(jié)構(gòu)在高壓下具有不穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)Na3Bi在很低壓力下就已經(jīng)發(fā)生結(jié)構(gòu)相變,由常壓下的六角結(jié)構(gòu)(空間群P63/mmc)轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎?空間群Fm3m)與另一未知結(jié)構(gòu)的混合相。在所研究的壓力范圍內(nèi)沒有超導(dǎo)轉(zhuǎn)變被觀察到。對(duì)具有大磁阻效應(yīng)的PtBi2的高壓研究表明壓力對(duì)其正磁阻效應(yīng)具有明顯的抑制作用。同時(shí),高壓霍爾電阻隨磁場(chǎng)的依賴關(guān)系表明PtBi2的電子結(jié)構(gòu)對(duì)壓力非常敏感。第四章主要介紹了兩種關(guān)聯(lián)金屬的高壓研究,分別為含4f電子的CeAuBi2化合物和Eu(Fe0.82Ir0.18)2As2超導(dǎo)體。對(duì)重費(fèi)米子化合物CeAuBi2的高壓研究表明,該化合物在所研究的壓力范圍內(nèi)沒有發(fā)生超導(dǎo)轉(zhuǎn)變,而是出現(xiàn)了兩個(gè)可能的磁相變。高壓X射線衍射與吸收實(shí)驗(yàn)表明壓致磁相變并不是由結(jié)構(gòu)或者價(jià)態(tài)引起的,可能來源于電子間的相互競(jìng)爭(zhēng),或者來源于Ce離子自旋在壓力下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)所致。對(duì)Ir摻雜的超導(dǎo)體Eu(Fe0.82Ir0.18)2As2的高壓研究表明超導(dǎo)相與磁插層鐵磁相在3.4 GPa以下共存。在3.4 GPa以上受c方向坍塌和Eu價(jià)態(tài)的影響,超導(dǎo)相消失。同時(shí),磁場(chǎng)數(shù)據(jù)表明磁插層鐵磁相與超導(dǎo)相在0.4 T以下共存,磁場(chǎng)大于0.4 T時(shí)鐵磁相被完全抑制。從微觀上來看,超導(dǎo)相與磁插層鐵磁相的相互競(jìng)爭(zhēng)與Eu的4f,Fe的3d以及As的4p電子之間相互作用緊密相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O521.2

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本文編號(hào)：1283542