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压力下氧化钛和碳化钼超导电性的研究

超导电性具有广泛的应用前景,一直以来都吸引着人们的广泛关注。尽管发现了多个体系的超导材料,但除了金属、合金等传统超导体以外,其超导机理都不清楚。压力作为一个重要的热力学参量,对晶格产生直接影响,提供了一个干净的方式对超导电性进行探索。当一个新超导材料被发现后,人们迫切的想知道压力下的效应,大的压力响应促使人们通过原子取代形成化学压力,或者通过外延薄膜的应力在常压下提高Tc。数十年来在压力下发现的新超导材料不可胜数,极大的拓宽了超导研究的材料范围。此外,从压力下超导性质的变化还可以得到材料超导机理的信息。本论文中我们对近年新发现的超导材料:外延TiO薄膜,Mo2C单晶纳米片进行了压力下的研究。揭示了TiO、α-Mo2C、β-Mo2C的超导Tc等基本超导性质在压力下的变化规律,这有助于深入理解材料特性及其超导机理。除此之外,我们还从结构,介电,磁介电等方面对自旋梯超导体BaFe2Se3中可能存在的多铁性进行了探索。本论文内容包含五章  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院物理研究所)

新型Eu112铁基体系及相关结构超导探索

2008年,铁基超导体的发现迅速掀起了新一轮的高温超导研究热潮。铁基超导材料主要包括铁的磷族化合物和铁的硫属化合物。其中,磷族化合物中的铁砷基超导母体材料在低温下通常处于反铁磁有序态。一旦通过载流子掺杂或者施加压力压制了这种反铁磁序,就可以诱发超导电性。反铁磁序和超导态之间往往表现出相互竞争的关系。并且,在超导转变温度随掺杂量增加逐渐达到最高点的过程中,反铁磁序将被完全破坏。但是,在2013年底发现的Ca112型铁基超导体(Ca,La)FeAs_2中观察到了反铁磁序始终伴随超导态的新奇现象。Ca112型铁基超导体具有高温超导材料中不常见的单斜结构。Ca112型铁基超导体的结构可以简单理解成将CaFe_2As_2结构中的一个FeAs层替换成―之‖字形As链组成的独立的As平面。通过La、Sb的共掺杂,体系的超导转变温度可以达到47 K。核磁共振研究发现,在Ca_(1-x)La_xFeAs_2(x≥0.15)中,Fe~(2+)离子的...  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
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电子掺杂砷烯的超导性质研究

低维材料相较于普通材料,具有独特的物理、化学性质,一直受到人们的密切关注。研究低维材料中的超导性质对于理解超导现象,研究超导机理有重要的作用。二维材料的研究肇始于石墨烯的成功制备。与其同族的硅烯、锗烯等二维材料也陆续被制备研究。硼烯由于其缺电子性质呈现出丰富的结构类型,包括了一系列的不同配位类型的硼烯。磷烯由于其合适的带隙,良好的迁移率一经发现就受到人们的广泛关注。砷烯做为与磷烯同族的二维材料,不同于活泼的磷烯,在实验上可以稳定存在。同时,砷烯与石墨烯相比又具有较为合适的带隙。因而,研究砷烯的性质对于理解二维材料的性质,二维材料的应用有一定的意义。另一方面,如何在性能优异二维材料中引入超导电性一直是人们的追寻目标。而基于电声调制的BCS理论是目前较为成熟的理论体系。其理论核心是实现自旋相反、动量相反的两个电子配对从而形成库珀对。基于此理论,费米面处的态密度和电声耦合是影响材料超导性质的两个重要因素。而载流子浓度和应力的大小会改变...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
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氧化钛和氧化镧的超导电性与量子相变

过渡金属氧化物表现出多种物理性质,包括高温超导性,压电性,铁电性,磁性,多铁性和电阻转换特性。过渡金属氧化物的功能特性对其电子结构非常敏感,受到元素组成、缺陷、晶格畸变的强烈影响。其中,钛氧化物由于其晶体结构和物理/化学性质的多样性成为一类重要的材料体系。它涵盖了从金属到半导体和绝缘体的各种电子特性,因此可用于许多技术应用。近年来,钛氧化物的超导特性引起了人们的广泛关注,如TiO,γTi3O5,Ti4O7,其超导机理尚不清楚,需要进一步研究。另外,近期发现的量子格里菲斯奇异性(Quantum Griffiths singularity,QGS)引起了极大的关注。高质量TiO外延薄膜其正常态具有半导体特性,是研究QGS很好的材料体系。稀土金属氧化物由于其显著的化学,热学,光学和电学性质而引起人们的广泛关注。岩盐结构的LaO被认为是嵌入在高温超导层状钙钛矿铜酸盐化合物(La,M)2CuO4(M=Ba,Sr)中的载流子层,在其中起着至...  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

《低温物理》1984年04期
低温物理

钒膜的制备及其超导转变温度

在1×10~(-5)托普通高真空系统中用电子枪蒸发源在150℃以上的微晶玻璃和熔融石英底板上淀积得到了钒膜。俄歇谱分析表明钒膜含有较多量的氧和碳,在钒膜内部氧峰远远低于表面。对钒膜的超导转变温度作...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国科学技术大学
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金属氮化物超导薄膜溶液法制备、生长机理及性能研究

金属氮化物由于其熔点高、化学稳定性好、硬度高、催化性能优越及磁、电输运性能丰富等特性引起了人们广泛关注。热学性能方面存在负热膨胀和正热膨胀现象;磁性能方面则包含顺磁性和铁磁性;而电学性能方面又涵盖了绝缘态、半导体态、金属态及超导态。特别地,部分金属氮化物表现出超硬度、超导特性、高的超导转变温度(Tc)及优良的化学稳定性共存的现象,使其可作为一类特殊的功能材料——硬质超导材料,用于射频超导加速器及超导热电子探测器等设备。目前主要研究的金属氮化物超导薄膜包括δ-MoN、δ-NbN和δ-TiN等。已有前期研究结果表明高Tc(大于10K)的δ-MoN块体需在高温、高压下完成,即使采用脉冲激光沉积制备的δ-MoN薄膜超导转变温度也仅有4.2 K。而对于在超导薄膜器件领域广泛应用的δ-NbN和δ-TiN薄膜,需要满足厚度控制和大面积等条件也急需解决。至今,已有部分利用磁控溅射、脉冲激光沉积和分子束外延等方法制备出金属氮化物超导薄膜,但由于这...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>