几种非中心对称超导、磁性材料的制备及其物性研究
发布时间：2020-10-21 15:18
对称性破缺与物质的相变密切关联,常常会产生一些新奇的物理现象。例如,在具有非中心对称结构的超导体中,超导电子配对可能会出现自旋单态和自旋三重态混合态,能隙结构中会出现节点,从而导致一系列非常规超导行为。相关的实验现象在非中心对称材料CePt_3Si和Li_2Pt_3B得到了证实。同时,在非中心对称结构的磁性材料中,对称性破缺可能会产生反对称的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用,体系会出现螺旋态、圆锥态、斯格明子(skyrmions)等多种复杂的非共线磁性结构。实验上,这些复杂的磁结构已经在MnSi,FeGe等材料中得到证实。然而,目前发现的非中心对称结构的超导材料及具有斯格明子态磁性材料数目不多,这大大限制了人们对此类材料的深入研究。本文即针对非中心对称超导及磁性材料,主要完成了以下工作:(1)合成了具有非中心对称的β-Mn结构的超导材料Rh_2Mo_3N,对其进行电学、磁学、比热、Andreev电导谱的测量,发现Rh_2Mo_3N是一个非中心对称结构的超导体,超导温度为4.3 K。通过分析比较及Andreev电导谱数据,得出Rh_2Mo_3N是一个自旋单态占主导的s波BCS类型的超导体,其中的反自旋轨道耦合作用太弱是导致其自旋单态占据主导的主要原因。(2)合成了新的超导体Mo_(0.63)Ru_(0.37),通过电学、磁学、比热等多个手段的测量和分析,最终确定Mo_(0.63)Ru_(0.37)是一个的s波BCS类型的超导体。(3)合成了系列新型非中心对称磁性材料,包括Mn_(1.4)Pd_(0.9)Pt_(0.1)Sn,Co_8Zn_(10)Fe_2,Co-Zn-Mn合金,FeGe,并对它们进行了一些基本的物理学磁性表征,发现了在Mn_(14)Pd_(0.9_Pt_(0.1)Sn中具有多个磁有序相,使用洛伦兹透射电子显微镜观察时还能看到微观的新奇磁结构,在Co)8Zn_(10)Fe_2的居里转变温度Tc= 467 K附近有反常的由磁场诱导产生的磁性行为,在Co-Zn-Mn合金的居里转变温度附近观察到了反常行为,在FeGe中观察到了斯格明子态。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O511.3
【部分图文】：
了对非中心对称超导体的研究热潮，目前己经有不少的文章或专著对该领域进??行了综述［１５－１８］。??ＣｅＰｔ３Ｓｉ拥有非中心对称的晶体结构，见图１．］。ＣｅＰｔ３Ｓｉ晶体结构属于四方??晶系，空间群为尸４ｍｍ?（Ｎｏ．?９９），晶格常数为ａ?＝?４．０７２?Ａ，ｃ?＝?５．４４２?Ａ。每个单??Ｃｅ?參?Ｓｉ?Ｕ??图１．１?ＣｅＰｔ３Ｓｉ的晶体结构，转引自文献［１４］??１??
面上［３９］。??核磁共振（ｎｕｃｌｅａｒ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ，?ＮＭＲ）是探测超导电子配对态本性的??强有力的工具之一。一个代表性的利用ＮＭＲ来探测ＣｅＰｔ３Ｓｉ的实验结果见图１．３。??主要的结果可以归纳为：（１）在超导转变温度７；以下，ｌ／ＡＴ随温度的关系图出??现了一个峰。见图１．３（ｃ）［４０－４２］。（２）无论外加磁场在哪一个晶体学方向，Ｋｎｉｇｈｔ??偏移从高温穿过转变温度７；到低温时依然保持不变，如图丨．３（ａ）和（ｂ）所示［４０］。??（３）?１／Ａ并不展现出ｓ波ＢＣＳ超导体的指数式行为［４１］，?一些测量显示它更多的??是：Ｔ３的温度依赖关系，说明能隙结构中可能存在着线节点［４２］。这些结果的一??些现象依然是令人困惑的。中出现的峰一般与各相同性的ＢＣＳ超导体中??出现的Ｈｅｂｅｌ－Ｓｌｉｃｈｔｅｒ相干峰有关联［４３］。但是，在文献［４２］中，１／ＫＴ中出现??３??
自旋轨道耦合强度。??ＬｉＪＰｄｕＰＵｓＢ的晶体结构是非中心对称的反钙钛矿结构，空间群是Ｐ４３３２??（Ｎｏ．?２１２）。典型的结构图见图１．４。结构中的（Ｐｄ，Ｐｔ）６ＢＡ面体是形变八面体，Ｂ??原子处于八面体中心［５３］。??Ｐｄ（Ｐ〇??图１．４?ＬｉｄＰｄＨＰｔＡＢ结构图，转引自文献［５４］??合成ＬｉｄＰｃｈｉＰＵｕＢ多晶样品一般采用两步电弧高温熔炼的方法。例如??Ｌｉ２Ｐｄ３Ｂ和Ｌｉ２Ｐｔ３Ｂ，Ｐｄ或Ｐｔ和Ｂ首先熔炼在一起成为合金铸块，然后再与Ｌｉ?一??起熔炼，以减少Ｌｉ的损失［５５】，当然，也有采用固相反应法合成的［５３Ｊ。??Ｌｉ２Ｐｄ３Ｂ和Ｌｉ２Ｐｔ３Ｂ分别在７－８?Ｋ和２．２－２．８?Ｋ出现超导现象［５５，?５６］，并且??在ＬｉｄＰｄＫＰＵ；＾系统中，超导现象存在于所有范围内，当；ｒ增加时，??７；随之减小。该体系的弱电子关联特征可以从相对较低的７值来推断得出，它??们的值分别为９和７?ｍＪｍｏｉｑＫ２［５７］。??ＬＭＰＵｔＪＢ的超导性质，从Ｌｉ２Ｐｄ３Ｂ全能隙自旋单态的超导电性，逐步??发展到Ｌｉ２Ｐｔ３Ｂ带节点的以显著的自旋三重态为特征的超导电性
【参考文献】
本文编号：2850287
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O511.3
【部分图文】：
了对非中心对称超导体的研究热潮，目前己经有不少的文章或专著对该领域进??行了综述［１５－１８］。??ＣｅＰｔ３Ｓｉ拥有非中心对称的晶体结构，见图１．］。ＣｅＰｔ３Ｓｉ晶体结构属于四方??晶系，空间群为尸４ｍｍ?（Ｎｏ．?９９），晶格常数为ａ?＝?４．０７２?Ａ，ｃ?＝?５．４４２?Ａ。每个单??Ｃｅ?參?Ｓｉ?Ｕ??图１．１?ＣｅＰｔ３Ｓｉ的晶体结构，转引自文献［１４］??１??
面上［３９］。??核磁共振（ｎｕｃｌｅａｒ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ，?ＮＭＲ）是探测超导电子配对态本性的??强有力的工具之一。一个代表性的利用ＮＭＲ来探测ＣｅＰｔ３Ｓｉ的实验结果见图１．３。??主要的结果可以归纳为：（１）在超导转变温度７；以下，ｌ／ＡＴ随温度的关系图出??现了一个峰。见图１．３（ｃ）［４０－４２］。（２）无论外加磁场在哪一个晶体学方向，Ｋｎｉｇｈｔ??偏移从高温穿过转变温度７；到低温时依然保持不变，如图丨．３（ａ）和（ｂ）所示［４０］。??（３）?１／Ａ并不展现出ｓ波ＢＣＳ超导体的指数式行为［４１］，?一些测量显示它更多的??是：Ｔ３的温度依赖关系，说明能隙结构中可能存在着线节点［４２］。这些结果的一??些现象依然是令人困惑的。中出现的峰一般与各相同性的ＢＣＳ超导体中??出现的Ｈｅｂｅｌ－Ｓｌｉｃｈｔｅｒ相干峰有关联［４３］。但是，在文献［４２］中，１／ＫＴ中出现??３??
自旋轨道耦合强度。??ＬｉＪＰｄｕＰＵｓＢ的晶体结构是非中心对称的反钙钛矿结构，空间群是Ｐ４３３２??（Ｎｏ．?２１２）。典型的结构图见图１．４。结构中的（Ｐｄ，Ｐｔ）６ＢＡ面体是形变八面体，Ｂ??原子处于八面体中心［５３］。??Ｐｄ（Ｐ〇??图１．４?ＬｉｄＰｄＨＰｔＡＢ结构图，转引自文献［５４］??合成ＬｉｄＰｃｈｉＰＵｕＢ多晶样品一般采用两步电弧高温熔炼的方法。例如??Ｌｉ２Ｐｄ３Ｂ和Ｌｉ２Ｐｔ３Ｂ，Ｐｄ或Ｐｔ和Ｂ首先熔炼在一起成为合金铸块，然后再与Ｌｉ?一??起熔炼，以减少Ｌｉ的损失［５５】，当然，也有采用固相反应法合成的［５３Ｊ。??Ｌｉ２Ｐｄ３Ｂ和Ｌｉ２Ｐｔ３Ｂ分别在７－８?Ｋ和２．２－２．８?Ｋ出现超导现象［５５，?５６］，并且??在ＬｉｄＰｄＫＰＵ；＾系统中，超导现象存在于所有范围内，当；ｒ增加时，??７；随之减小。该体系的弱电子关联特征可以从相对较低的７值来推断得出，它??们的值分别为９和７?ｍＪｍｏｉｑＫ２［５７］。??ＬＭＰＵｔＪＢ的超导性质，从Ｌｉ２Ｐｄ３Ｂ全能隙自旋单态的超导电性，逐步??发展到Ｌｉ２Ｐｔ３Ｂ带节点的以显著的自旋三重态为特征的超导电性
【参考文献】
相关博士学位论文 前1条
1 金驰名;纳米结构中的磁斯格明子[D];中国科学技术大学;2017年
本文编号：2850287
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