典型f电子材料单晶制备、物性与电子结构研究

发布时间：2022-12-25 11:51

　　目前凝聚态物理理论可以解释大部分固体材料的物性及其背后的微观机理,然而仍然有许多重大的问题亟待讨论,其中就包括如何准确描述强关联电子材料这一具有众多新奇物性的体系。传统的能带理论基于单电子近似而忽略了电子间的库仑相互作用,能解释普通金属、半导体和绝缘体在微观机理上的区别。在强关联电子材料中,单电子近似不再适用,包括电子在内的众多准粒子之间的强关联作用,使得其呈现出纷繁复杂的量子特性以及难以定量描述的物理微观机理。如何能够准确地描述这些强关联电子材料中的电子结构、磁性、超导电性、量子相变等,对于我们开拓新材料,发现新现象,发展新技术具有重要的价值。发展超越能带理论的强关联电子体系理论更离不开实验和理论计算的探索。强关联电子体系材料包含众多量子特性各异的材料种类,其中重费米子体系由于其本身的能量尺度低、易调控等特点,随着近年来的实验新技术和新理论的发展而成为研究强关联电子体系的理想材料,因此我们选择了重费米子及其相关的f电子材料体系进行研究,主要对象为典型反铁磁铀基重费米子超导体UPd2Al3以及镧系头号元素La,分别对它们进行了晶体/薄膜制备、输运行为和电子结构的实验和理论研究,以期为强... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题背景
        1.1.1 强关联电子体系介绍
        1.1.2 重费米子体系介绍
        1.1.3 重费米子理论模型介绍
        1.1.4 重费米子材料实验研究对高质量单晶的要求
    1.2 研究目的及意义
    1.3 研究内容及结构框架
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法与技术路线
        1.3.3 研究基础和条件
    1.4 本章小结
第二章 实验技术及原理
    2.1 样品制备方法
        2.1.1 四电弧提拉法
        2.1.2 分子束外延法
    2.2 分析与表征方法
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 综合物性测量系统(PPMS)
        2.2.3 角分辨光电子能谱(ARPES)
    2.3 本章小结
第三章 UPd_2Al_3单晶制备及其输运行为研究
    3.1 UPd_2Al_3研究现状
    3.2 UPd_2Al_3单晶生长
    3.3 UPd_2Al_3物相结构分析
    3.4 UPd_2Al_3输运特性分析
        3.4.1 电阻率ρ-T
        3.4.2 磁化率X-T
        3.4.3 磁化强度M-H
    3.5 分析与讨论
    3.6 本章小结
第四章 α-La单晶薄膜电子结构研究
    4.1 α-La研究现状
    4.2 α-La单晶薄膜生长
    4.3 α-La薄膜质量确定
    4.4 α-La薄膜电子结构研究
        4.4.1 第一性原理计算方法
        4.4.2 ARPES实验结果
        4.4.3 第一性原理计算结果与实验对比
        4.4.4 α-La表面电子态研究
        4.4.5 α能带轨道特性研究
    4.5 本章结果与讨论
第五章 总结
    5.1 全文结论
    5.2 研究亮点
    5.3 工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]USb2单晶的生长、磁性和输运性质研究[J]. 谢东华,赖新春,谭世勇,张文,刘毅,冯卫,张云,刘琴,朱燮刚,袁秉凯,方运.  稀有金属材料与工程. 2016(08)
[2]重费米子二流体理论[J]. 杨义峰,谢能,李宇.  物理学进展. 2015(05)



本文编号：3726563