几类超导拓扑材料的点接触谱研究
发布时间：2022-01-22 06:32
随着拓扑材料的发现,拓扑超导体受到越来越多的青睐——因为其存在的Majorana费米子在容错量子计算中可能具有重要的应用价值。一方面,通过将超导近邻效应应用于非平庸拓扑材料或者具有强自旋轨道耦合的半导体,从而在异质结构中寻找拓扑超导电性的相关研究取得了重要进展。另一方面,人们也希望在一些拥有超导电性的非平庸拓扑材料中直接寻找潜在的拓扑超导体。本论文主要利用多种类型的点接触谱测量手段来研究若干具有超导电性的非平庸拓扑材料,以希望发现一些拓扑超导存在的证据。1.第二类Dirac半金属材料PdTe2的超导转变温度Tc～1.6 K,其机械点接触谱和软点接触谱在0.3 K的电导曲线具有重复率极高的双电导峰结构,并且它们都能通过单能隙的s波Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）模型拟合。拟合得到的超导能隙随温度的演化完全符合典型的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）行为,而零温超导能隙Δ0～0.29meV,2Δ0/kBTc=4.15属于强耦合超导范畴。在加磁场的测量中,我们发现很多接触点的超导能隙都会在Hc2I～130 Oe附近突然被抑制,表现出一类超导...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?Ｈｇ金属的零电阻现象
浙江大学博士学位论文?绪论??Ｈ?ｑ?０ｄ２〇?ｕ?〇４－ｆ?＜？?ＹＢ３２〇Ｕ３＾６４＊ｉ＞?Ｌａ２－ｘＳ「ｘＣｕ〇４?Ｔｌ２Ｂａ２Ｃｕ〇６＋，、．??（Ｈｇ１２０１）?（ＹＢＣＯ）?（ＬＳＣＯ）?（ＴＩ２２０１）??载：ｉ＿：??图１．２铜氧化物超导材料晶体结构示意图。（图片引自文献ｐ〇ｐ??Ｌｉ２Ｍ３Ｂ（Ｍ＝Ｐｄ，Ｐｔ）、Ａ／Ｃｒ３Ａｓ３（Ｍ＝Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ）＇?ＬａＮｉＣ２、ＹＰｔＢｉ、ＰｂＴａＳｅ２?等［３７１，【３８１。??这一类超导材料因为中心反演对称性破缺的存在，导致材料内部产生反对称的自??旋轨道耦合，从而可能引起自旋单态与自旋三重态混合的非常规超导配对行为。??在铜氧化物超导发现之后二十余年，科学家们再也没有找到过类似体系的高??温超导，直到２００８年，日本东京工业大学的Ｈｉｄｅｏ?Ｈｏｓｏｎｏ研究团队在Ｌａ｜Ｏｉ－??ｘＦｘ］ＦｅＡｓ中发现了高达２６Ｋ的超导，随后由赵忠贤领衔的中国物理学家团队通??过稀土元素替代的方法很快发现了?Ｓｍ［Ｏｉ－ｘＦｘ］ＦｅＡｓ，?Ｃｅ［Ｏｉ－ｘＦｘ］ＦｅＡｓ，?Ｎｄ［Ｏｉ－??ｘＦｘＪＦｅＡｓ等突破ＭａｃＭｉｌｌａｎ极限的铁基高温超导，其中最高超导转变温度可达５６??Ｋ左右［３９＿１，［４〇１，１４１］，１４２１。类比于铜氧化物超导，铁基超导的共同特点是都有一层??ＦｅＡｓ（Ｓｅ）导电层提供超导，其它插入层负责提供载流子，如图１．３所示［４３〗。目前??最高的铁基超导转变温度由中国上海交通大学的贾金锋研究团队在ＳｒＴｉ〇３衬底??上生长的ＦｅＳｅ薄膜中实现，高达１０９?Ｋ１４４Ｌ在铁基超导中，物理学家找到了不??少与铜氧化物超导相类似的地方，纵观两者的晶
浙江大学博士学位论文?绪论??一?０?０?认？？?？？??Ａ办為為‘為??馨⑩繼??式ｘ?４?＾》ｄ??＊＂?？?４１??ＬｉＦｅＡｓ?ｆｃ?、ｔ?Ｖ?｜ＣＡｉ??ＳｒＦｅ，Ａｓ，?‘?‘??？?？??ＬａＦｅＡｓＯ／?＾?＾?＾??ＳｒＦｅＡｓＦ?１＾?％?ｉＬ??气？??？?？??ＳｆｊＳｃ＾Ｏ－Ｆｅ＾Ａｓ－??图１．３铁基超导材料晶体结构示意图。（图片引自文献［４３］）??以产生超导，说明磁性涨落对超导形成起着至关重要的作用，这也促使人们开始??在磁性材料中寻找超导［４５１。铁基超导的发现使得人们对高温超导形成机理有了??更进一步的认识，有助于揭开高温超导形成之谜从而寻找能广泛应用的室温超导。??ａ?Ｃｕｐｒａｔｅｓ?ｂ?Ｐｎｉｃｔｉｄｅｓ??ｊ?ｅ．ｇ．?Ｂａｉ?＊ＫｘＦｅ２Ａｓａ?ｅ．ｇ．?Ｂａ（Ｆｅｉ－ｘＣｏ＊）２Ａｓ２，??｜?ＢａＦｅ２（Ａｓｉ．ｘｈ）２??／?Ｐｓｅｕｄｏｇａｐ?ｖ?Ｘ??？?＇?Ｎｏｎ－Ｆｅｒｍｉ－！ｉｑｕｋｊ?＼?Ｎｏｎ－Ｆｅｒｍｉ－ｌｉｑｕｉｄ??，／?Ｌ?Ｖ??；、一、卜＼?Ｆ—ｄ??Ｈｏｌｅｓ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ?Ｈｏｌｅｓ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ?ｏｒ?ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ??图１．４铜氧化物超导和铁基超导的相图比较。（图片引自文献［４５ｐ??１９６８年，Ｎ．?Ｗ．?Ａｓｈｃｒｏｆｔ根据ＢＣＳ理论预测氧单质在几百万个大气压下会转??变成金属态，并且因为金属氢极高的晶格振动频率，会是一种ＢＣＳ理论框架下??转变温度很高的超导体，甚至是室温超导体１４６１。但是由于金属氢的制备需要极大??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface superconductivity in the type Ⅱ Weyl semimetal TaIrTe4[J]. Ying Xing,Zhibin Shao,Jun Ge,Jiawei Luo,Jinhua Wang,Zengwei Zhu,Jun Liu,Yong Wang,Zhiying Zhao,Jiaqiang Yan,David Mandrus,Binghai Yan,Xiong-Jun Liu,Minghu Pan,Jian Wang. National Science Review. 2020(03)
[2]Experimental evidence of anomalously large superconducting gap on topological surface state of b-Bi2Pd film[J]. Jian-Yu Guan,Lingyuan Kong,Li-Qin Zhou,Yi-Gui Zhong,Hang Li,Hai-Jiang Liu,Cen-Yao Tang,Da-Yu Yan,Fa-Zhi Yang,Yao-Bo Huang,You-Guo Shi,Tian Qian,Hong-Ming Weng,Yu-Jie Sun,Hong Ding. Science Bulletin. 2019(17)
[3]Discovery of tip induced unconventional superconductivity on Weyl semimetal[J]. He Wang,Huichao Wang,Yuqin Chen,Jiawei Luo,Zhujun Yuan,Jun Liu,Yong Wang,Shuang Jia,Xiong-Jun Liu,Jian Wei,Jian Wang. Science Bulletin. 2017(06)
本文编号：3601713
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?Ｈｇ金属的零电阻现象
浙江大学博士学位论文?绪论??Ｈ?ｑ?０ｄ２〇?ｕ?〇４－ｆ?＜？?ＹＢ３２〇Ｕ３＾６４＊ｉ＞?Ｌａ２－ｘＳ「ｘＣｕ〇４?Ｔｌ２Ｂａ２Ｃｕ〇６＋，、．??（Ｈｇ１２０１）?（ＹＢＣＯ）?（ＬＳＣＯ）?（ＴＩ２２０１）??载：ｉ＿：??图１．２铜氧化物超导材料晶体结构示意图。（图片引自文献ｐ〇ｐ??Ｌｉ２Ｍ３Ｂ（Ｍ＝Ｐｄ，Ｐｔ）、Ａ／Ｃｒ３Ａｓ３（Ｍ＝Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ）＇?ＬａＮｉＣ２、ＹＰｔＢｉ、ＰｂＴａＳｅ２?等［３７１，【３８１。??这一类超导材料因为中心反演对称性破缺的存在，导致材料内部产生反对称的自??旋轨道耦合，从而可能引起自旋单态与自旋三重态混合的非常规超导配对行为。??在铜氧化物超导发现之后二十余年，科学家们再也没有找到过类似体系的高??温超导，直到２００８年，日本东京工业大学的Ｈｉｄｅｏ?Ｈｏｓｏｎｏ研究团队在Ｌａ｜Ｏｉ－??ｘＦｘ］ＦｅＡｓ中发现了高达２６Ｋ的超导，随后由赵忠贤领衔的中国物理学家团队通??过稀土元素替代的方法很快发现了?Ｓｍ［Ｏｉ－ｘＦｘ］ＦｅＡｓ，?Ｃｅ［Ｏｉ－ｘＦｘ］ＦｅＡｓ，?Ｎｄ［Ｏｉ－??ｘＦｘＪＦｅＡｓ等突破ＭａｃＭｉｌｌａｎ极限的铁基高温超导，其中最高超导转变温度可达５６??Ｋ左右［３９＿１，［４〇１，１４１］，１４２１。类比于铜氧化物超导，铁基超导的共同特点是都有一层??ＦｅＡｓ（Ｓｅ）导电层提供超导，其它插入层负责提供载流子，如图１．３所示［４３〗。目前??最高的铁基超导转变温度由中国上海交通大学的贾金锋研究团队在ＳｒＴｉ〇３衬底??上生长的ＦｅＳｅ薄膜中实现，高达１０９?Ｋ１４４Ｌ在铁基超导中，物理学家找到了不??少与铜氧化物超导相类似的地方，纵观两者的晶
浙江大学博士学位论文?绪论??一?０?０?认？？?？？??Ａ办為為‘為??馨⑩繼??式ｘ?４?＾》ｄ??＊＂?？?４１??ＬｉＦｅＡｓ?ｆｃ?、ｔ?Ｖ?｜ＣＡｉ??ＳｒＦｅ，Ａｓ，?‘?‘??？?？??ＬａＦｅＡｓＯ／?＾?＾?＾??ＳｒＦｅＡｓＦ?１＾?％?ｉＬ??气？??？?？??ＳｆｊＳｃ＾Ｏ－Ｆｅ＾Ａｓ－??图１．３铁基超导材料晶体结构示意图。（图片引自文献［４３］）??以产生超导，说明磁性涨落对超导形成起着至关重要的作用，这也促使人们开始??在磁性材料中寻找超导［４５１。铁基超导的发现使得人们对高温超导形成机理有了??更进一步的认识，有助于揭开高温超导形成之谜从而寻找能广泛应用的室温超导。??ａ?Ｃｕｐｒａｔｅｓ?ｂ?Ｐｎｉｃｔｉｄｅｓ??ｊ?ｅ．ｇ．?Ｂａｉ?＊ＫｘＦｅ２Ａｓａ?ｅ．ｇ．?Ｂａ（Ｆｅｉ－ｘＣｏ＊）２Ａｓ２，??｜?ＢａＦｅ２（Ａｓｉ．ｘｈ）２??／?Ｐｓｅｕｄｏｇａｐ?ｖ?Ｘ??？?＇?Ｎｏｎ－Ｆｅｒｍｉ－！ｉｑｕｋｊ?＼?Ｎｏｎ－Ｆｅｒｍｉ－ｌｉｑｕｉｄ??，／?Ｌ?Ｖ??；、一、卜＼?Ｆ—ｄ??Ｈｏｌｅｓ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ?Ｈｏｌｅｓ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ?ｏｒ?ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ??图１．４铜氧化物超导和铁基超导的相图比较。（图片引自文献［４５ｐ??１９６８年，Ｎ．?Ｗ．?Ａｓｈｃｒｏｆｔ根据ＢＣＳ理论预测氧单质在几百万个大气压下会转??变成金属态，并且因为金属氢极高的晶格振动频率，会是一种ＢＣＳ理论框架下??转变温度很高的超导体，甚至是室温超导体１４６１。但是由于金属氢的制备需要极大??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface superconductivity in the type Ⅱ Weyl semimetal TaIrTe4[J]. Ying Xing,Zhibin Shao,Jun Ge,Jiawei Luo,Jinhua Wang,Zengwei Zhu,Jun Liu,Yong Wang,Zhiying Zhao,Jiaqiang Yan,David Mandrus,Binghai Yan,Xiong-Jun Liu,Minghu Pan,Jian Wang. National Science Review. 2020(03)
[2]Experimental evidence of anomalously large superconducting gap on topological surface state of b-Bi2Pd film[J]. Jian-Yu Guan,Lingyuan Kong,Li-Qin Zhou,Yi-Gui Zhong,Hang Li,Hai-Jiang Liu,Cen-Yao Tang,Da-Yu Yan,Fa-Zhi Yang,Yao-Bo Huang,You-Guo Shi,Tian Qian,Hong-Ming Weng,Yu-Jie Sun,Hong Ding. Science Bulletin. 2019(17)
[3]Discovery of tip induced unconventional superconductivity on Weyl semimetal[J]. He Wang,Huichao Wang,Yuqin Chen,Jiawei Luo,Zhujun Yuan,Jun Liu,Yong Wang,Shuang Jia,Xiong-Jun Liu,Jian Wei,Jian Wang. Science Bulletin. 2017(06)
本文编号：3601713
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3601713.html
