铜基和铁基高温超导体电子相图的扫描隧道显微学研究

发布时间：2017-12-16 05:02

  本文关键词：铜基和铁基高温超导体电子相图的扫描隧道显微学研究

  更多相关文章： 铜氧化物超导体 铁基超导体 扫描隧道显微学 电子态相图

【摘要】：研究高温超导机理的困难之一在于其正常态难以描述,特别是高温超导在电子态相图中与其他奇异电子态相互交织。换言之,这些电子态的起源与它们和超导的关系对揭示高温超导机理至关重要。大多数电子态研究缺少空间分辨能力,电子态相图中一些关键区域并不明确。本论文利用扫描隧道显微镜在原子级尺度直接观测电子结构和电子序,重新审视铜基和铁基高温超导体的电子态相图。在铁基超导体中,与超导交织的态有反铁磁序和各向异性的电子向列相。对于新发现的K_xFe_ySe_2超导体,在原子级分辨的FeSe表面,我们观测到了超导能隙,令人意外的是,这个表面同时存在着2~（1/2）×2~（1/2）电荷密度调制。我们指出这个电子超结构可能是源于铁原子磁矩形成的反铁磁序。同时,这个表面并没有众所期待的铁空位,意味着样品存在相分离,也说明铁空位并非K_xFe_ySe_2超导的必要条件。我们利用准粒子干涉(QPI)技术研究铁基超导体中电子态的各向异性,揭示它和超导的关系。母体中存在均沿着同一个Fe-Fe方向的哑铃状的局域杂质态,具有典型的C2对称电子液晶相特征。在欠掺杂样品中QPI图样依旧呈现四次(S_4)旋转对称性的严重破缺,而且电子液晶态和超导相在实空间微观共存。然而,在最佳掺杂样品中,电子在实空间、动量空间都没有明显的S_4对称性破缺。因此,随着电子掺杂浓度的增加,铁基超导体的电子结构变得越来越各向同性。特别是在超导转变温度最高的最佳掺杂样品中没有观察到电子液晶态存在的证据,说明在铁基超导体中电子液晶相及其涨落对超导库珀对的形成并不重要。对于铜氧化物超导体的电子态相图,本文主要研究绝缘的反铁磁相的电子态随掺杂的演化。我们直接观察到莫特绝缘体的大能隙,电荷掺杂导致了高能Hubbard带的谱重转移到了大能隙中间的低能电子态。随着掺杂浓度的升高,在费米能级附近出现了像赝能隙的谱形,同时出现了棋盘状电荷序,并连续演化到超导区域。赝能隙比电荷序出现的掺杂浓度低,赝能隙并非电荷序形成引起。在绝缘反铁磁相和超导相都出现了相同的电荷序,为理论探索提供很好的边界条件。最重要的是,掺杂母体莫特绝缘体时,铜氧化物先成为电荷有序绝缘体,费米面和高温超导进一步从这里演生出来。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O511.3

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 靳常青;高温超导体的结构组装[J];高压物理学报;2003年03期

2 戴闻;高温超导体的傅里叶变换扫描隧道显微谱[J];物理;2003年07期

3 张悦,于莹;高温超导体的发展现状及研究方向[J];沈阳电力高等专科学校学报;2003年02期

4 戴闻;;向前一大步:理解高温超导体的相图[J];物理;2007年07期

5 戴闻;;高温超导体中电子角色在实空间和抽象空间之间的转换[J];物理;2009年06期

6 曾庆琳;高温超导体的探索[J];低温与超导;1985年03期

7 韩翠英;;苏联高温超导体研究点滴概况[J];国际科技交流;1988年06期

8 阎守胜;高温超导体的好消息[J];物理;1990年09期

9 容华;;高温超导研究的若干动向[J];世界研究与发展;1992年01期

10 一苇;;高温超导体并不稳定[J];科学;1993年05期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 许祝安;沈静琴;冯春木;Y.Y.Wang;N.P.Ong;;高温超导体中的能斯特效应[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

2 王少阶;;正电子湮没与高温超导体[A];第八届全国核物理会议文摘集（下册）[C];1991年

3 邵贝玲;王晓华;刘安生;宿延京;曹国辉;赵忠贤;;Hg系高温超导体的电子显微镜研究[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集（Ⅱ）[C];1994年

4 马立平;邓廷璋;贾顺莲;赵忠贤;侯玉敏;姚玉书;靳常青;;高温超导体LSCO的超声研究[A];内耗与超声衰减——第三次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1991年

5 朱劲松;田伟;邵惠民;陈小兵;陈晓剑;王业宁;;Hg系高温超导体磁通相图的力学测量[A];内耗与超声衰减——第五届全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1997年

6 王业宁;;高温超导体在T_c附近的内耗与弹性[A];内耗与超声衰减——第三次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1991年

7 谢刚;陶宏杰;赵忠贤;;高温超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)单晶解理面的AFM研究[A];第五届全国STM学术会议论文集[C];1998年

8 曹世勋;李领伟;张金仓;;磁性离子Fe、Co和Ni掺杂的YBCO系列高温超导体的正电子实验研究[A];第九届全国正电子谱学会议论文集[C];2005年

9 郝颖萍;陈祥磊;成斌;许红霞;韩荣典;翁惠民;杜淮江;叶邦角;;SmFeAsO1-xFx材料的正电子研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第6册）[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 施萌;高温超导体电流引线接点的制作方法[N];中国有色金属报;2002年

2 记者 毛黎;晶界阻碍高温超导体内电流流动[N];科技日报;2010年

3 本报记者 王昊魁 罗旭;丁洪：要做世界一流的科研[N];光明日报;2014年

4 记者 苗世新;最接近诺奖科学家兰大讲超导[N];大众科技报;2009年

5 陈丹;不规则内部构造有助于制造高温超导体[N];科技日报;2010年

6 记者 刘霞;实验首次证实高温超导与磁性有关[N];科技日报;2011年

7 记者 王春;我科学家揭示新型高温超导体电子结构[N];科技日报;2011年

8 刘钢;德超导技术应用取得进展[N];中国电力报;2001年

9 郑杨;我国自主研制的尖端科学仪器取得初步成果[N];经济日报;2008年

10 沪成;上海交大研制成功世界上最 大体积SmBCO超导单晶体 标志我国高温超导体研究已达国际先进水平[N];中国有色金属报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 梁永铿(Weng-Hang Leong);两类强关联系统中杂质效应的理论研究[D];南京大学;2014年

2 李正钊;高温超导体和拓扑绝缘体的若干理论研究[D];南京大学;2014年

3 李威;高温超导体中准粒子动力学的超快光谱学研究[D];南京大学;2015年

4 蔡鹏;铜基和铁基高温超导体电子相图的扫描隧道显微学研究[D];清华大学;2016年

5 曾蓉;不同运动模式下永磁轨道上方高温超导体悬浮性能的研究[D];西南交通大学;2012年

6 Abbas A.Essa（阿巴斯）;高温超导体非平衡响应[D];上海大学;2001年

7 刘荣华;铁基高温超导体的相图和同位素效应及其相关层状化合物的研究[D];中国科学技术大学;2011年

8 曾军;高温超导体断裂及磁致伸缩特性理论研究[D];兰州大学;2012年

9 丁力;铁基高温超导体的比热和极低温热输运性质研究[D];复旦大学;2010年

10 马光同;高温超导磁悬浮三维理论模型及其数值计算研究[D];西南交通大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张荔敏;高温超导体交变磁场下的特性及其螺管磁体的结构优化研究[D];西南交通大学;2015年

2 任志儒;高温超导体中环形电流相的量子蒙特卡罗模拟[D];大连理工大学;2004年

3 马一克;高温超导体中的条纹相研究[D];华南师范大学;2007年

4 曾军;圆柱状高温超导体的力学性质理论研究[D];兰州大学;2009年

5 江明;77K温度以下高温超导体在双峰轨道场上的磁通捕获特性[D];西南交通大学;2009年

6 江河;深冷条件下高温超导体磁悬浮特性研究[D];西南交通大学;2002年

7 赵志刚;高温超导体磁通格子的熔化相变和噪声研究[D];东南大学;2004年

8 车玮玮;铁基高温超导体超导电性的研究[D];曲阜师范大学;2011年

9 邹平;Bi-2223高温超导体混合态相关物理性质研究[D];重庆大学;2007年

10 周洁;圆筒形高温超导体的交流损耗测量与仿真研究[D];江南大学;2015年

，

本文编号：1294751