高温超导体NaFe 1-x Co x As与外尔半金属TaAs的核磁共振研究

发布时间：2024-03-26 03:17

　　自1986年铜基超导体的发现以来,对高温超导的研究一直是凝聚态物理中的热点。2008年发现的铁基高温超导体为这个领域的发展注入了新的活力。人们普遍认为反铁磁量子临界点及其涨落是理解正常态非费米液体行为以及高温超导机制的重要线索。在铁基超导体中,除了反铁磁态以外还有一个所谓的电子向列序,它破坏了电子态的C4对称性而保留了平移对称性。有研究表明,在一些铁基超导体中,出现超导的区域普遍存在着向列序的涨落,并且发现在最佳掺杂处可能存在电子向列序量子临界点。但是,这些研究都是在正常态进行的,在铁基超导体的超导拱形下面是否真正隐藏着向列序量子临界点还缺乏直接的证据。在多数铁基超导体中,反铁磁和向列序相变温度往往非常靠近甚至不可区分,这一点也阻碍了人们对后者的研究。另一方面,最近十几年,拓扑材料因其丰富的物理内涵和有前景的应用价值引起了凝聚态物理研究新的热潮。2015年,TaAs家族被理论预言为一类打破了空间反演对称性的外尔半金属。由于费米能级的位置不能被准确确定,虽然表面态费米弧先后被ARPES,STM等表面敏感的实验所证实,但这并不能成为判定一个材料是外尔半金属的充分条件。所以,对外尔半金属体态...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 超导简介
        1.1.1 超导发展简介
        1.1.2 超导基本物性
        1.1.3 铁基超导简介
    1.2 外尔半金属简介
        1.2.1 拓扑量子态简介
        1.2.2 外尔半金属
        1.2.3 TaAs家族及相关研究背景
    1.3 本文的主要内容
    1.4 本章小结
第二章 核磁共振原理
    2.1 孤立原子核系统
    2.2 原子核自旋与外界的相互作用
        2.2.1 原子核自旋间的相互作用
        2.2.2 原子核自旋与电子的相互作用
    2.3 原子核四极矩与电场梯度的相互作用
    2.4 原子核系统的弛豫
        2.4.1 宏观磁化矢量
        2.4.2 布洛赫方程
        2.4.3 自旋-晶格弛豫时间
        2.4.4 自旋-自旋弛豫时间
    2.5 核磁共振在超导中的应用
        2.5.1 超导态的奈特位移
        2.5.2 超导态的自旋-晶格弛豫率
    2.6 本章小结
第三章 核磁共振技术和实验方法
    3.1 π/2和π脉冲
    3.2 信号的获得与波谱的测量
        3.2.1 FID
        3.2.2 Spin echo
        3.2.3 波谱的获得
    3.3 弛豫时间的测量
        3.3.1 T₁的测量
        3.3.2 T₂的测量
    3.4 核磁共振实验设备
    3.5 其他实验方法
    3.6 本章小结
第四章 NaFe_1-xCo_xAs的核磁共振研究
    4.1 零温穿透深度随掺杂的变化
    4.2 反铁磁涨落及其量子临界点
    4.3 向列序涨落及其量子临界点
    4.4 向列序量子临界点与超导的关系
    4.5 本章小结
第五章 TaAs的核磁共振研究
    5.1 ⁷⁵As核磁共振谱与核四极矩共振参量
    5.2 ⁷⁵As奈特位移的磁场和温度依赖
    5.3 外尔费米子激发
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
参考文献
致谢
个人简历
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