本文關(guān)鍵詞：鐵基超導體中的雜質(zhì)散射效應和電子向列相的研究　出處：《南京大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：2008年發(fā)現(xiàn)的鐵基超導體給高溫超導體家族帶來了新的生機與活力,其多帶性質(zhì)以及“不正�！钡恼B(tài)帶來了豐富的物理。能隙對稱性的問題對揭示超導機理至關(guān)重要,然而在鐵基超導體中這一問題還存在爭議。鐵基超導體中另一個獨特的性質(zhì)——電子向列相,它的起源問題似乎也和超導機理有著密切的聯(lián)系。本文第一章簡單介紹了超導的發(fā)展概況,對二帶模型下的霍爾和磁阻作了簡單的推導,最后介紹了一些磁通物理以及磁通的觀測方法。第二章中對鐵基超導體單晶的生長方法,超導物理性質(zhì)表征用到的磁化和電輸運實驗的測量方法,以及本論文研究中用到的Montgomery方法和單晶樣品去孿晶的方法作了簡單介紹。第三章中我們研究了Na(Fe0.97-xCo0.03Tx)As(T=Cu,Mn)超導體中的雜質(zhì)散射效應�；诰永�-外斯定律分析的高場直流磁化率實驗表明Mn摻雜引入的是磁性雜質(zhì),而Cu雜質(zhì)表現(xiàn)為非磁性或非常弱的磁性。我們發(fā)現(xiàn),摻雜Cu和Mn都可以引起剩余電阻率的增加并壓制超導。在低摻雜區(qū)域壓制超導的速率和S±理論預言的基本一致。對于Cu摻雜的樣品,超導在剩余電阻率達到0.87mQ cm時被完全壓制,同時伴隨著很強的局域化的效應。然而,對于Mn摻雜的樣品,當摻雜濃度超過3%時,超導臨界溫度的壓制似乎變得非常緩慢,剩余電阻率達到2.86 mΩ cm時超導依然沒有完全壓制。實驗清楚地表明高摻雜區(qū)域Mn雜質(zhì)對Na(Fe0.97Co0.03)As超導體的壓制要弱于Cu雜質(zhì)。第四章中我們通過對施加單軸壓力的NaFe1-xCoxAs單晶面內(nèi)電阻的測量,發(fā)現(xiàn)了很強的面內(nèi)電阻各向異性,進一步,我們分別定出了電子向列相,結(jié)構(gòu)相變,反鐵磁相變的幾個特征溫度。我們將上述從面內(nèi)電阻的測量上得到的特征溫度和文獻中報道的其他非電阻測量手段獲得的數(shù)據(jù),一同畫在相圖中。我們發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)相變和向列序的溫度在大約x=0.025±0.002時同時消失,而反鐵磁相變溫度在一個較低摻雜的區(qū)域就消失了。我們的實驗結(jié)果還說明,在電子型摻雜的鐵基超導體中,電子向列相和超導可能有密切的關(guān)系。第五章中我們測量了去孿晶的NaFeAs單晶在電流沿著a軸和沿著b軸兩種情況下的縱向電阻率和橫向電阻率。縱向電阻率觀察到了很強的面內(nèi)電阻各向異性,而橫向電阻率和霍爾系數(shù)卻幾乎是各向同性。我們也在結(jié)構(gòu)相變溫度之下觀察到了增強的磁阻效應,且磁阻效應違反Kohler定則的標度,意味著向列相中多帶效應起到了作用。我們用二帶模型分析了兩種測量位形下的非線性霍爾效應和磁阻效應,發(fā)現(xiàn)二帶模型可以很好的擬合我們的數(shù)據(jù)。細致的理論分析表明,兩個帶的載流子濃度n1和n2應該是各向同性的,而向列相中明顯的面內(nèi)電阻各向異性是由載流子遷移率在兩個垂直方向上的差別導致的。最后我們對全文進行了總結(jié)。
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【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O511.3

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本文編號：1353008