發(fā)布時(shí)間：2018-01-10 18:23

  本文關(guān)鍵詞：高溫超導(dǎo)體中準(zhǔn)粒子動(dòng)力學(xué)的超快光譜學(xué)研究　出處：《南京大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 銅基超導(dǎo)體 超導(dǎo)相 贗隙相 時(shí)間分辨光學(xué)泵浦探測(cè) 光譜轉(zhuǎn)移 臨近效應(yīng) LCMO/YBCO超晶格 相干聲學(xué)聲子 鐵基超導(dǎo)體 軌道選擇的Mott相變

【摘要】：高溫超導(dǎo)是凝聚態(tài)物理的重點(diǎn)難題,過去三十年相關(guān)領(lǐng)域的研究極大推動(dòng)了相關(guān)學(xué)科特別是強(qiáng)關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)物理的發(fā)展,也推動(dòng)了低溫磁場(chǎng)等領(lǐng)域技術(shù)的長足進(jìn)步。高溫超導(dǎo)體具有非常復(fù)雜的相圖,在低溫下,除了超導(dǎo)以外還存在贗隙、電荷密度波、自旋密度波等一系列有序相,這些相產(chǎn)生的機(jī)制及其與超導(dǎo)相之間的聯(lián)系對(duì)于揭示高溫超導(dǎo)的機(jī)制可能有重要關(guān)聯(lián)。光學(xué)泵浦探測(cè)技術(shù)可以從飛秒時(shí)間分辨提供有序相相關(guān)的準(zhǔn)粒子瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)信息,在本文中,我們采用了光學(xué)泵浦探測(cè)技術(shù)探索了YBa2Cu3O7-δ (YBCO)薄膜,YBa2Cu3O7-δ/La2/3Ca1/3MnO3 (YBCO/LCMO)超晶格材料以及KxFe2-ySe2 (KFS)超導(dǎo)單晶材料準(zhǔn)粒子弛豫動(dòng)力學(xué)行為,并得到如下一系列研究的結(jié)果：1、我們研究了最優(yōu)摻雜的YBCO超導(dǎo)體中準(zhǔn)粒子動(dòng)力學(xué)隨溫度的演化。光激發(fā)準(zhǔn)粒子動(dòng)力學(xué)在90K和160K附近表現(xiàn)出了明顯的變化,它們分別對(duì)應(yīng)于超導(dǎo)相和贗隙相的相變溫度。在低溫下我們得到了贗隙相與超導(dǎo)相共存的實(shí)驗(yàn)證據(jù),這是首次在最優(yōu)摻雜的YBCO樣品中得到支持贗隙相存在的瞬態(tài)光譜數(shù)據(jù)。另外我們用寬帶光譜檢測(cè)技術(shù)研究超導(dǎo)電性與贗隙相之間的關(guān)系。利用奇異值分解的數(shù)值分析方法,我們從瞬態(tài)反射光譜中得到了超導(dǎo)相和贗隙相頻域和時(shí)域上的特征�；诮鹚共�-朗道模型,我們建立自超導(dǎo)電性與贗隙相之間弱的競(jìng)爭(zhēng)作用。2、我們研究了由鐵磁層LCMO和超導(dǎo)層YBCO組成的超晶格結(jié)構(gòu)中準(zhǔn)粒子動(dòng)力學(xué),并試圖在外延法生長的YBCO/LCMO超晶格中從動(dòng)力學(xué)角度去揭示臨近效應(yīng)。超晶格中的瞬態(tài)光譜響應(yīng)并不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為是YBCO層和LCMO層信號(hào)的疊加。通過數(shù)據(jù)分析我們認(rèn)為壽命為3ps的瞬態(tài)光學(xué)特征與超晶格中的超導(dǎo)電性相關(guān),這個(gè)過程隨溫度演化表現(xiàn)出的相變遠(yuǎn)高于超晶格樣品的超導(dǎo)相變溫度Tc,這非常類似于欠摻雜銅基超導(dǎo)體中的行為。3、在強(qiáng)激發(fā)下,我們?cè)诔Ц裰杏^測(cè)到了兩種不同模式的相干聲學(xué)聲子。這兩種模式的頻率對(duì)檢測(cè)光波長顯現(xiàn)出明顯不同的依賴。其中頻率對(duì)檢測(cè)光波長具有線性依賴的模式被認(rèn)為是由于相干聲學(xué)聲子在體材料中的傳播,而另外一個(gè)頻率與檢測(cè)波長無關(guān)的模式,我們通過改變超晶格樣品的周期發(fā)現(xiàn)它是由超晶格結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。我們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)表明了超晶格對(duì)于相干熱調(diào)控來說是非常好的結(jié)構(gòu)。4、我們研究了鐵基超導(dǎo)體KxFe2-ySe2單晶樣品的準(zhǔn)粒子動(dòng)力學(xué)。低溫下準(zhǔn)粒子動(dòng)力學(xué)是一個(gè)多指數(shù)衰減過程,隨著溫度的升高或者激發(fā)光強(qiáng)的增大,當(dāng)超導(dǎo)電性被抑制后,由相干聲學(xué)聲子引起的阻尼振蕩項(xiàng)將會(huì)出現(xiàn),分析認(rèn)為這一項(xiàng)來自于與超導(dǎo)競(jìng)爭(zhēng)的序。隨著溫度的升高,準(zhǔn)粒子弛豫動(dòng)力學(xué)中衰減較慢過程的幅值逐漸增加,在160K附近趨于一個(gè)常數(shù),并且在相同的溫度范圍內(nèi)相干聲學(xué)聲子信號(hào)被明顯地抑制了。這個(gè)行為與dxy能帶中能隙打開的軌道選擇Mott相變圖像一致,這說明了在鐵基超導(dǎo)體當(dāng)中電子的關(guān)聯(lián)特性扮演了非常重要的角色。
[Abstract]:Is the key problem of high temperature superconducting condensed state physics, in the past thirty years of research in related fields has greatly promoted the development of related disciplines especially strong association of basic physics, but also promoted the progress of low temperature magnetic field technology. High temperature superconductor phase diagram with very complex, at low temperature, but also exist outside the superconducting pseudogap. The charge density wave, spin density wave and a series of ordered phase, the phase and the contact mechanism between the superconducting phase and has important relevance for revealing the possible mechanisms of high-temperature superconductivity. The optical pump probe technique can provide quasi particle from femtosecond time-resolved transient dynamics of the ordered phase correlation, in this paper, we use optical the pump probe technology to explore YBa2Cu3O7- 8 (YBCO) film, YBa2Cu3O7- /La2/3Ca1/3MnO3 (YBCO/LCMO) superlattice and KxFe2-ySe2 (KFS) superconducting quasi single crystal material The particle relaxation behavior, and a series of research results are as follows: 1, we study the optimal doping of YBCO with temperature evolution of quasi particle dynamics in superconductors. Excited quasi particle dynamics in the near 90K and 160K showed obvious changes, which correspond to the superconducting phase and the pseudogap phase transition temperature experimental evidence at low temperature. We obtained the pseudogap and superconducting phase coexistence, this is the first time to get the transient spectrum data support the pseudogap phase exists in the optimal doped YBCO samples. In addition we use broadband spectrum detection technology research of superconductivity and the pseudogap phase. By using singular value decomposition analysis method we got the numerical characteristics of superconducting phase and the pseudogap phase frequency and time domain from transient reflection spectroscopy. The Ginsberg - Landau model based on our established between super conductivity and weak pseudogap phase Competition.2, we study the quasi particle dynamics of superlattice structure composed of ferromagnetic and superconducting layer LCMO layer YBCO, and try to grow in the epitaxy YBCO/LCMO superlattice from the dynamic perspective to reveal the proximity effect in the superlattice. The transient spectral response and is not simply that the YBCO layer and LCMO layer signal superimposed. Through data analysis, we believe that the superconductivity of life for transient optical characteristics of 3ps superlattice and in this process, with the temperature evolution of superconducting transition temperature of Tc phase showed far higher than the superlattice sample, which is very similar to the underdoped copper based superconductor behavior in.3, in the strong excitation we, in the superlattice observed coherent acoustic phonons in two different modes. The frequencies of the two modes of the detection wavelength showed significantly different. The frequency of detection depends on the wavelength is linear in Lai's model is considered to be due to the spread of coherent acoustic phonons in the bulk, while another frequency and detection wavelength independent mode, we changed the periodic superlattice samples found that it is caused by a superlattice structure. We found that the experimental results show that the superlattice structure of.4 is very good for. Dry heat control, quasi particle dynamics we studied iron-based superconductor KxFe2-ySe2 single crystal samples. Under low temperature and quasi particle dynamics is a multi exponential decay process, with the increase of temperature or increasing the excitation intensity, when the superconductivity is suppressed, caused by the coherent acoustic phonon damping oscillation will appear, analysis this one comes from the competition and superconducting order. With the increase of temperature, the quasiparticle relaxation dynamics in the process of the amplitude of slow attenuation increases gradually, in the vicinity of 160K tends to be a constant, and in phase In the same temperature range, the coherent acoustic phonon signal is obviously suppressed. This behavior is consistent with the Mott phase transition image in the DXY energy band opening orbit, which indicates that the electron correlation property plays a very important role in the iron based superconductor.

【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O469

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本文編號(hào)：1406348