本文關(guān)鍵詞： 角分辨光電子能譜 鐵基超導(dǎo)體 重費(fèi)米子材料 電子結(jié)構(gòu)　出處：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：超導(dǎo)現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的焦點(diǎn)之一。鐵基超導(dǎo)體作為第二類(lèi)高溫超導(dǎo)家族,近十年來(lái)得到了廣泛深入的研究,其中的熱點(diǎn)之一就是鐵硒薄膜材料。而重費(fèi)米子材料作為最早被發(fā)現(xiàn)的“高溫”超導(dǎo)體,在強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系和非常規(guī)超導(dǎo)的研究方面是一個(gè)非常重要的領(lǐng)域。本論文利用角分辨光電子能譜技術(shù),對(duì)稀土元素?fù)诫s的“122”體系的(Ca,Pr)Fe_2As_2鐵基超導(dǎo)體、分別用分子束外延方法和脈沖激光沉積的方法制備的鐵硒薄膜材料,以及CePt_2In_7重費(fèi)米子材料的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。本文主要包括以下內(nèi)容:1.介紹了超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)以及高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展,銅氧化物高溫超導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)、電子相圖以及電子結(jié)構(gòu),著重介紹了與本文密切相關(guān)的鐵基超導(dǎo)體和重費(fèi)米子材料。2.介紹了角分辨光電子能譜的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù),并詳細(xì)介紹了本研究組實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的4臺(tái)真空紫外激光角分辨光電子能譜儀設(shè)備。3.利用高分辨角分辨光電子能譜對(duì)(Ca,Pr)Fe_2As_2鐵基超導(dǎo)體在高溫四方相和低溫塌縮四方相的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。通過(guò)測(cè)量相變溫度上下的能帶結(jié)構(gòu)和費(fèi)米面形狀,觀察到了塌縮相變導(dǎo)致的能帶重構(gòu),并發(fā)現(xiàn)這個(gè)劇烈的能帶重構(gòu)遵循“磁滯回線”型的演化過(guò)程。低溫下費(fèi)米面上未發(fā)現(xiàn)有能隙打開(kāi),說(shuō)明在(Ca,Pr)Fe_2As_2中觀察到的高達(dá)47 K轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)并不是體超導(dǎo),塌縮四方相與觀察到的超導(dǎo)之間沒(méi)有關(guān)系。4.鐵硒薄膜是鐵基超導(dǎo)領(lǐng)域近幾年炙手可熱的研究課題。對(duì)MBE方法生長(zhǎng)的3UC-FeSe/SrTiO_3薄膜進(jìn)行了退火和蒸鉀的一系列處理,在此過(guò)程中利用角分辨光電子能譜探測(cè)了電子結(jié)構(gòu)的演變,發(fā)現(xiàn)了從N相過(guò)渡到S相的變化趨勢(shì)。通過(guò)溫度依賴(lài)的實(shí)驗(yàn),確定了其向列相轉(zhuǎn)變溫度約為160 K左右,與之前總結(jié)的向列相轉(zhuǎn)變溫度隨層厚增加而降低的結(jié)論相吻合。5.研究了激光脈沖沉積(PLD)方法制備的FeSe/CaF_2薄膜的電子結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)電性。在制備過(guò)程中,根據(jù)Fe與Se原子配比的不同得到一系列不同的FeSe/CaF_2薄膜樣品,它們具有不同的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。選取了超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度分別為4 K、9 K和14 K的三種FeSe/CaF_2薄膜樣品進(jìn)行了電子結(jié)構(gòu)的研究,發(fā)現(xiàn)其Γ點(diǎn)的能帶結(jié)構(gòu)大致相同,但M點(diǎn)處能帶色散表現(xiàn)出不同。通過(guò)三種樣品M點(diǎn)處空穴型能帶的劈裂大小的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)了向列相與超導(dǎo)之間存在競(jìng)爭(zhēng)。與MBE生長(zhǎng)的20UC-FeSe/SrTiO_3薄膜進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)二者電子結(jié)構(gòu)相似。對(duì)超導(dǎo)溫度為4 K和14 K兩種FeSe/CaF_2薄膜樣品進(jìn)行蒸鉀,通過(guò)增加電子摻雜濃度,實(shí)現(xiàn)了N相到S相的轉(zhuǎn)變。6.通過(guò)角分辨光電子能譜對(duì)重費(fèi)米子材料CePt_2In_7電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了首次測(cè)量,并對(duì)其電子結(jié)構(gòu)開(kāi)展了詳細(xì)的能帶計(jì)算。在CePt_2In_7中觀察到了清晰的能帶結(jié)構(gòu)和費(fèi)米面,并和能帶計(jì)算具有很好的一致性。結(jié)果表明,在CePt_2In_7中能帶重整效應(yīng)很弱。通過(guò)與同家族CeCoIn_5電子結(jié)構(gòu)的比較,發(fā)現(xiàn)其能帶重整效應(yīng)約為CeCoIn_5的一半。
[Abstract]:In this paper , the electron structure of Fe _ 2As _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2Fe _ 2As _ 2 was studied .

【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(lèi)號(hào)】：O511.3

【參考文獻(xiàn)】

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3 楊義峰;;重費(fèi)米子材料中的反常物性[J];物理;2014年02期

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本文編號(hào)：1545987