铁基超导材料新型磁有序态下的电荷动力学研究

发布时间：2020-07-11 09:03

【摘要】：自2008年被发现以来,铁基超导材料一直受到人们的广泛关注。虽然到目前为止,在铁基材料中发现的最高转变温度55 K远低于铜基材料的164 K,但是由于铁原子上较大的磁矩,以及电子与自旋间的强相互作用,我们可以进一步深入研究非常规超导材料中磁性与超导之间的关系。铁基材料的母体多为反铁磁有序的坏金属,通过加压或载流子掺杂会在反铁磁序被压制的边缘诱导出超导,因此铁基材料中的磁性一直被认为与超导有着密切的关系。迄今为止,人们已经在铁基材料中发现了多种磁基态。理解它们的起源以及与超导之间的关系对我们理解铁基材料中的非常规配对机制十分重要。本论文报导,我们通过红外光谱研究了近年来在铁基材料中发现的新型磁基态的电荷动力学行为。在具有四方自旋-电荷密度波态的Sr_(0.67)Na_(0.33)Fe_2As_2我们看到了两个不同的密度波能隙。这两个能隙的打开极大地压制了费米面附近的态密度从而压制了材料的超导电性。但是在电子过掺的Ca_(0.77)Nd_(0.23)FeAs_2中,发生磁相变后,我们并没有看到密度波能隙,低频的谱重被转移到了更高能范围,表明该材料中的磁性可能存在局域性起源。进一步的Hall测量发现费米面的拓扑对超导电性并没有明显影响,而晶格结构的畸变改变的FeAs键杂化对超导电性起到了决定性的作用。在Ca_(0.86)Pr_(0.14)Fe_2As_2的坍塌四方相变,以及KFe_2As_2非相干-相干转变过程中,我们发现FeAs键的杂化决定了材料的关联性,磁性以及与之相关的超导电性。最后,我们在具有高二维性的(CaFe_(1-x)Pt_xAs)_(10)Pt_3As_8中发现,虽然层间关联比较弱,但是面内较强的反铁磁涨落可能会增强电声子耦合并陷俘电子而形成大极化子导致材料在正常态出现类半导体行为。但是进入超导态后,我们发现这些被陷俘的电子也对超流有贡献。我们的发现将为进一步理解铁基超导材料中的配对机制提供重要信息。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O511.3

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本文编号：2750207