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《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》 2017年
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高压下新型铁基超导体及稀土六硼化合物的物性研究

周亚洲  
【摘要】:本文主要介绍了铁基超导体和稀土六硼化合物的研究概况,并对其中几种典型体系进行了高压研究。采用金刚石压砧(DAC)和Toroid两种不同的高压盒进行了高压下的电阻、霍尔系数、磁化率和热容的测量,并结合同步辐射高压X射线衍射和X射线吸收实验,对研究系统开展了深入、系统的研究。观察到一些有趣的物理现象,讨论了其产生的物理原因,本研究对铁基超导体超导机理及f电子强关联系统的研究具有重要意义。本文主要包括以下四个方面:第一章简要综述了高温超导体的发展历程,对其与传统超导体的区别做了简单介绍。将铜基高温超导体和铁基高温超导体做了一些对比,并重点讲述了铁基超导体中发现的实验规律,最后对高压在超导研究中的应用做了简要介绍。第二章主要介绍了本研究中使用的金刚石对顶压砧(DAC),以及在测量物理量时所使用的方法,同时对实验室的设备进行了简要介绍。第三章主要介绍了对Ca0.73La0.27FeAs2和GdFeAsO0.85的高压研究。在常规的高压电阻、高压磁化率实验之外,通过独特的高压热容测量,在Ca0.73La0.27FeAs2中发现了反铁磁到超导之间的比热突变,并且突变大小随温度上升而增大,最后消失在AFM与SC的边界附近,意味着反铁磁和超导之间双临界点的存在,这一特征在高温超导体中属首次发现。同样通过高压热容测量,在GdFeAsO0.85中发现了“1111”型铁基超导体依然满足BNC标度率(ΔC/TC∝TC2),只是比例系数比“122”型要小,解释了铁基超导体中电子配对机制存在共性。第四章主要介绍了对SmB6和YbB6的高压研究。使用金刚石压砧通过高压电阻、霍尔、X射线衍射和X射线吸收实验,发现SmB6在4GPa时存在异常大的电阻温度依赖系数A,与此同时低温能隙关闭,载流子浓度迅速增加,而压力的增大伴随着Sm离子平均价态的增加和A系数的发散,意味着此时系统发生量子临界相变。在YbB6中发现压力下能隙关闭-再打开的现象,能隙的再打开还伴随着Yb离子平均价态的升高,并且在压力诱导的绝缘态中还发现了类似于SmB6中的低温端电阻平台的存在,对其产生的物理原因做了讨论。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O511.3

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