铁基超导体中的杂质散射效应和电子向列相的研究

发布时间：2017-12-30 03:00

  本文关键词：铁基超导体中的杂质散射效应和电子向列相的研究　出处：《南京大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 铁基高温超导 杂质效应 电子向列相 配对对称性

【摘要】：2008年发现的铁基超导体给高温超导体家族带来了新的生机与活力,其多带性质以及“不正常”的正常态带来了丰富的物理。能隙对称性的问题对揭示超导机理至关重要,然而在铁基超导体中这一问题还存在争议。铁基超导体中另一个独特的性质——电子向列相,它的起源问题似乎也和超导机理有着密切的联系。本文第一章简单介绍了超导的发展概况,对二带模型下的霍尔和磁阻作了简单的推导,最后介绍了一些磁通物理以及磁通的观测方法。第二章中对铁基超导体单晶的生长方法,超导物理性质表征用到的磁化和电输运实验的测量方法,以及本论文研究中用到的Montgomery方法和单晶样品去孪晶的方法作了简单介绍。第三章中我们研究了Na(Fe0.97-xCo0.03Tx)As(T=Cu,Mn)超导体中的杂质散射效应。基于居里-外斯定律分析的高场直流磁化率实验表明Mn掺杂引入的是磁性杂质,而Cu杂质表现为非磁性或非常弱的磁性。我们发现,掺杂Cu和Mn都可以引起剩余电阻率的增加并压制超导。在低掺杂区域压制超导的速率和S±理论预言的基本一致。对于Cu掺杂的样品,超导在剩余电阻率达到0.87mQ cm时被完全压制,同时伴随着很强的局域化的效应。然而,对于Mn掺杂的样品,当掺杂浓度超过3%时,超导临界温度的压制似乎变得非常缓慢,剩余电阻率达到2.86 mΩ cm时超导依然没有完全压制。实验清楚地表明高掺杂区域Mn杂质对Na(Fe0.97Co0.03)As超导体的压制要弱于Cu杂质。第四章中我们通过对施加单轴压力的NaFe1-xCoxAs单晶面内电阻的测量,发现了很强的面内电阻各向异性,进一步,我们分别定出了电子向列相,结构相变,反铁磁相变的几个特征温度。我们将上述从面内电阻的测量上得到的特征温度和文献中报道的其他非电阻测量手段获得的数据,一同画在相图中。我们发现,结构相变和向列序的温度在大约x=0.025±0.002时同时消失,而反铁磁相变温度在一个较低掺杂的区域就消失了。我们的实验结果还说明,在电子型掺杂的铁基超导体中,电子向列相和超导可能有密切的关系。第五章中我们测量了去孪晶的NaFeAs单晶在电流沿着a轴和沿着b轴两种情况下的纵向电阻率和横向电阻率。纵向电阻率观察到了很强的面内电阻各向异性,而横向电阻率和霍尔系数却几乎是各向同性。我们也在结构相变温度之下观察到了增强的磁阻效应,且磁阻效应违反Kohler定则的标度,意味着向列相中多带效应起到了作用。我们用二带模型分析了两种测量位形下的非线性霍尔效应和磁阻效应,发现二带模型可以很好的拟合我们的数据。细致的理论分析表明,两个带的载流子浓度n1和n2应该是各向同性的,而向列相中明显的面内电阻各向异性是由载流子迁移率在两个垂直方向上的差别导致的。最后我们对全文进行了总结。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O511.3

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本文编号：1353008