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赝能隙或是高温超导体的新相位

本报讯 据7月15日《自然》杂志报道,通过多年的观察,美国纽约州立大学宾汉姆顿学院物理学家迈克尔·劳勒和同事找到了解开高温超导领域所谓“赝能隙”现象的关键“钥匙”。“赝能隙”或许是高温超导物质的另外一个相位(phase)。新发现或将推进室温超导研究的发展。$$    高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度,电阻突降至零。科学家一直认为,超导体只能在极低的温度下才能导电,然而,1986年科学家发现了第一种高温超导材料——镧钡铜氧化物。自那以后,铜基超导材料成为全世界物理学家的研究热点。$$    高温铜氧化物超导体的一个长久未解之谜是“赝能隙”。“赝能隙”自从1989年被发现后,有关它的起源以及与超导之间的关系就一直是研究高温超导机理问题的核心。$$    所谓“赝能隙”现象,是指低能电子激发在高温超导物质中消失的现象,一种经历过...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2010-07-16
南京大学
南京大学

Bi_2Te_3表面化学活性以及1T-TiSe_2表面电子结构的研究

自量子霍尔效应发现以来,拓扑的概念被引入到了凝聚态物理领域。拓扑序的研究丰富了凝聚态物理理论,指引人们发现了许多新奇的量子态。拓扑绝缘体就是在这一过程中被人们发现和熟知的:在强的自旋轨道耦合作用下,一些体态是绝缘体的物质表面存在着无能隙的、受时间反演对称性保护的、自旋动量耦合的、不受非磁性杂质背散射影响的狄拉克电子态。拓扑表面态与其它材料形成的异质结会产生许多新奇的物理现象,如拓扑绝缘体和超导体界面处的Majorana费米子,磁性拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应等,这些为解决基础物理学的一些难题提供了新的途径。拓扑绝缘体本身的奇特性质也使其在未来量子计算、自旋电子学等领域有着广阔的实际应用前景。然而要想将拓扑绝缘体投入到实际应用当中,还有许多问题亟待解决。如何调控拓扑绝缘体表面的结构以及如何确定拓扑绝缘体表面的稳定性将显得非常重要。而2004年石墨烯的发现,进一步扩展了凝聚态物理的研究范围,之后涌现出了一大批具有奇特性质的二维层状...  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

电子型超导体Nd_(2-x)Ce_xCuO_4和三角格子Na_xCoO_2体系的输运性质研究

1986年铜氧化合物高温超导体被发现后,人们发现这类材料中电子的相互作用属于强关联的范畴,其超导机制不能被传统理论所描述,因此激发了人们极大的兴趣和研究热情。由于到现在也始终没有找到能够完全解释其物理机制的理论,因而对高温超导电性的研究始终是凝聚态物理学的主要课题之一。2003年初发现的Na_xCoO_2·yH_2O超导材料,尽管超导转变温度较低,但因为它具有三角晶格和复杂的相图,具有重大研究价值,因此也很快成为了凝聚态物理学界研究的热点之一。在本论文中,我们对电子型掺杂铜氧化物Nd_(2-x)Ce_xCuO_(4-δ)单品和三角格子层状钴氧化物Na_xCoO_2单晶的磁性和输运性质进行了一系列实验上的研究和探索。相关研究结果已在Phys.Rev.B,Supercond.Sci.Technol.,J.Phys.Cond.Matt.以及Solid State Communications上发表。本论文共分为以下七章:1.铜氧化物以...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理》2010年12期
物理

高温超导体赝能隙态中的对称破缺

高温超导铜氧化物的母化合物(例如:La2CuO4)是反铁磁绝缘体.其中Cu是+2价,具有9个d壳层电子.按照常规,该材料应有一个半满的能带,并呈现金属行为.然而,由于存在同格点电子间强的库仑排斥,限制了电子在格点间的自由移动,结果材料表现为电荷转移型莫特绝缘体.对上述母化合物进行空穴掺杂,当小量的电子从O原子位置被移去,导电性恢复,材料又呈现金属性.此时,在单包CuO2内,通常会出现一个赝能隙态.赝能隙态的存在,可以通过电子激发实验进行观察.研究表明,在低空穴掺杂的情况下,电子激发分为两支:(1)较低能量分支:激发能Δ0与Cooper对的拆对能量相关,它只存在于超导转变温度Tc以下.(2)较高能量分支:激发能Δ1被称为赝能隙,材料无论是处于Tc以下,还...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》2010年12期
《物理》2011年01期
物理

赝能隙研究新进展

对铜氧化合物超导体的母材料而言,很低水平的电子-空穴掺杂将导致反铁磁的绝缘体.增加掺杂浓度,材料可能成为导体,并且表现出复杂的物质相.以温度T为纵坐标,掺杂浓度为横坐标,超导相在T=0K以上的低温区围出一个“鸟蛋”图样,就像北京国家大剧院的圆屋顶,圆屋顶线给出的温度即为特定掺杂浓度材料的超导转变温度Tc.在“鸟蛋”上方,一条负斜率的线将相图左右分开,左边称为赝能隙区,右边则是奇异金属区和费米液体区.对于掺杂浓度低于最佳掺杂的样品,当它从室温冷却至特征温度T*(即碰触到了负斜率的线),便进入到赝能隙相.最近,来自美国...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》2011年01期
《低温物理学报》2000年03期
低温物理学报

Bi_2Sr_2Ca_(1-x)Pr_xCu_2O_y和Bi_2Sr_2Ca_(1-x)Y_xCu_2O_y系列单晶样品输运性质的对照研究

1引  言众所周知,高温氧化物超导体有着非常复杂的温度掺杂相图[1].这个领域中最有争议的一个问题就是Bi2Sr2CaCu2Oy(Bi2212)体系在由稀土元素(R)或者Y元素取代Ca后出现的超导态受压制的问题.在这方面以前展开过相当广泛的研究[29].一般认为空穴填充效应是Bi2212系列掺杂影响Tc的主要原因.最近的一些研究取得了一项很重要的结果:研究发现赝能隙和超导能隙可能有着共同的起源[912].两者在本质上都没有温度依赖关系.在欠掺杂区,尽管Tc下降,赝能隙保持增大.这方面的研究很可能对高温氧化物超导体超导机制的理解有所启示.我们的实验主要针对Pr和Y掺杂的Bi2212体系的输运性质进行了系统的研究.在这里,我们预期Pr和Y的Ca位替代能够产生对比性的效果.选择Pr和Y是因为Y不带磁性,而Pr正相反,大量研究报导了Pr123系及其他掺Pr的铜氧化物系列中Pr具有磁性,同时Pr4f和CuO2面电子态有很强的相互作用[13...  (本文共7页) 阅读全文>>