Y-,1-x-Ho-,x-Ni-,2-B-,2-C超導(dǎo)體和PMN-PT馳豫鐵電體中的輸運現(xiàn)象.pdf

1、固體中的輸運現(xiàn)象是一個極為重要的物理現(xiàn)象。研究超導(dǎo)體的輸運性質(zhì)，可以更好的了解其超導(dǎo)特性。與這種電子相關(guān)的輸運行為相對應(yīng)，固體中的離子也可以產(chǎn)生輸運行為，這種離子的輸運被認為是鈦酸鹽中電阻退化的主要原因。正是基于這些動機，本論文研究了超導(dǎo)體Y1-xHoxNi2B2C的輸運性質(zhì)和Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(PMN-0.3PT)馳豫鐵電材料中的輸運現(xiàn)象。該論文工作無論對于基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域的研究還是材料應(yīng)用領(lǐng)域的研究都具

2、有深刻的意義：我們首次測量了Yni2B2C的能斯特效應(yīng)，第一次用一種很靈敏的輸運測量技術(shù)證明了該體系的多帶特性。隨后，我們通過磁性原子Ho摻雜，發(fā)現(xiàn)并解釋了一種新的與磁無序相關(guān)的超導(dǎo)一正常態(tài)再入行為，這是磁無序體系中的超導(dǎo)-正常態(tài)再入行為的首次報道。最后，該論文還填補了馳豫鐵電材料中的電阻退化機制的研究，對于工業(yè)上高性能鐵電材料的設(shè)計和應(yīng)用具有深刻指導(dǎo)意義。
　　 該論文被分為兩個部分。論文的第一部分主要研究了稀土鎳硼碳超導(dǎo)體Y

3、1-xHoxNi2B2C的輸運性質(zhì)和磁性質(zhì)。對于母體化合物超導(dǎo)體Yni2B2C，通過能斯特效應(yīng)等測量，發(fā)現(xiàn)了其在正常態(tài)增大的Nernst信號，強有力地證明了該體系的多帶超導(dǎo)特性，這是該超導(dǎo)體中能斯特效應(yīng)的首次報道。我們還發(fā)現(xiàn)由Nernst效應(yīng)得到的上臨界磁場Hc2(T)與磁電阻測量得到的基本一致，說明該超導(dǎo)體沒有位相漲落，與高溫銅氧化物超導(dǎo)體有著明顯區(qū)別。隨后，我們系統(tǒng)地研究了Ho摻雜體系Y1-xHoxNi2B2C的超導(dǎo)特性和磁性質(zhì)。研

4、究發(fā)現(xiàn)，隨著Ho原子濃度的增加，Yni2B2C的超導(dǎo)溫度被明顯抑制，關(guān)于這一結(jié)果，我們第一次詳細的論證了這一超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的抑制主要來源于磁拆對效應(yīng)，而Ho替代Y引起的離子質(zhì)量變化（類似同位素效應(yīng)）對超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的抑制影響很小。此外，我們首次詳細地研究了Yni2B2C上臨界場隨著磁性Ho摻雜濃度的演化行為，即對于Ho摻雜濃度小于0.5時，上臨界場具有多帶超導(dǎo)的特性，而當(dāng)Ho濃度高于0.5時，上臨界場的溫度關(guān)系主要受Ho離子磁性的影響，這再

5、一次表明體系中強烈的磁拆對效應(yīng)。最后，對于Ho濃度為0.75的樣品，我們詳細的研究了其超導(dǎo)和磁性質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)了一種新的再入行為。與HoNi2B2C不同的是，這種再入行為在電阻上的再入峰的位置會隨溫度、磁場的變化而變化，并且在上臨界場的溫度關(guān)系上不存在極小值。通過對其磁結(jié)構(gòu)的詳細研究，我們認為非磁性Y原子的存在導(dǎo)致了Ho離子的磁無序，并且這種磁無序?qū)υ偃敕宓男袨槠鹬饕饔谩?br>　　 論文的第二部分，我們詳細的討論了另一種和離子行為相關(guān)

6、的輸運現(xiàn)象，即Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(PMN-0.3PT)馳豫鐵電材料中氧空位的輸運行為。氧空位的輸運，往往會導(dǎo)致鈣鈦礦氧化物中的電阻退化行為。這種電阻退化行為，在堿土金屬鈦酸鹽中已經(jīng)被很好的研究，而對于鉛基鈦酸鹽的研究卻幾乎沒有，這一部分的工作，正是填補了這一空白。我們通過Highly Accelerated Lifetime Tests(HALTs),Thermally Stimulated Depol