直接和間接電子摻雜的CaHFeAs輸運(yùn)性質(zhì)和電子相圖的研究.pdf

1、由于超導(dǎo)材料巨大的應(yīng)用前景和潛在的商業(yè)價(jià)值，探索具有更高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的新超導(dǎo)體一直激勵(lì)著全世界的科學(xué)家堅(jiān)持不懈的努力并為之奮斗。雖然BCS理論很好的解釋了常規(guī)超導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理，但是以銅氧化合物為代表的一系列非常規(guī)超導(dǎo)體的出現(xiàn)，使科學(xué)家們對(duì)于超導(dǎo)的理論有了新的審視，科學(xué)家希望能夠找到一種新高溫超導(dǎo)體，進(jìn)而對(duì)研究高溫超導(dǎo)機(jī)理提供一個(gè)更清楚的物理圖像。2008年鐵基超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)給科學(xué)家提供了一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)去比較這兩類高溫超導(dǎo)體的異同點(diǎn)，希望

2、為理解高溫超導(dǎo)的配對(duì)機(jī)制有更好的認(rèn)識(shí)。
　　在本論文中，我們對(duì)新發(fā)現(xiàn)的CaHFeAs體系進(jìn)行了深入和細(xì)致的研究。通過(guò)直接電子摻雜和間接電子摻雜的CaHFeAs樣品的電輸運(yùn)和磁輸運(yùn)性質(zhì)研究，我們得到這兩種不同摻雜方式的電子相圖。通過(guò)比較這兩類電子相圖和以往鐵基電子相圖的異同點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)CaHFeAs和以往其他的鐵基超導(dǎo)體相比有著新的奇特性質(zhì)。本論文共分為以下三章:
　　1.鐵基高溫超導(dǎo)體研究綜述
　　本章首先回顧了鐵基超導(dǎo)體

3、的幾類主要晶體結(jié)構(gòu)，比較這些結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)，并針對(duì)這些鐵基超導(dǎo)體體系總結(jié)了其電子輸運(yùn)相圖和壓力相圖，分析和比較了鐵基化合物的結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;其次我們還總結(jié)了高溫高壓合成方法在鐵基超導(dǎo)體研究中的應(yīng)用。在鐵基超導(dǎo)體和其他非規(guī)超導(dǎo)體中常伴隨著密度波現(xiàn)象，本章介紹和闡述了密度波的概念，并分析了密度波相變和超導(dǎo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　2.直接電子摻雜的CaFeAsH體系中輸運(yùn)性質(zhì)和電子相圖研究
　　本章介紹了用高溫高壓技術(shù)合成CaHFe

4、1-xCoxAs系列樣品。通過(guò)對(duì)該體系進(jìn)行了電性質(zhì)和磁性質(zhì)及高壓輸運(yùn)的測(cè)量，我們最終得到該體系的電子相圖。隨著Co的摻雜會(huì)壓制電阻和磁化率曲線上的拐點(diǎn)。當(dāng)Co摻雜含量到x=0.07時(shí)，開始出現(xiàn)超導(dǎo)。CaHFe1-xCoxAs在最佳摻雜組分x=0.15的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度是23.8K，并且通過(guò)磁化率測(cè)量表明具有完全抗磁性。電子相圖的超導(dǎo)區(qū)間顯示出相對(duì)比較寬和平坦的形狀。對(duì)于最佳摻雜組分x=0.15和過(guò)摻雜組分x=0.3的零溫上臨界場(chǎng)大小分別為6

5、9.3T和37.7T。上臨界場(chǎng)的大小隨溫度變化曲線顯示出向上彎曲的形狀，這和多帶體系的特性比較相似。
　　3.間接電子摻雜的CaHFeAs體系中輸運(yùn)性質(zhì)和電子相圖研究
　　本章介紹了通過(guò)高溫高壓合成了Nd摻雜的CaHFeAs體系。由于Nd摻雜沒(méi)有在FeAs面內(nèi)直接引入電子，故相當(dāng)于是間接的電子型摻雜。當(dāng)Nd的摻雜含量為x=0.05時(shí)即出現(xiàn)超導(dǎo)電性。當(dāng)x=0.2時(shí)最大的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tonsetc為46K，這相對(duì)于直接電子摻雜類