铁基超导体中的化学掺杂研究

目前已经发现的绝大部分铁基超导体都是通过化学掺杂而得到的。铁基超导体的母体一般在200K以下经历自旋密度波（SDW）转变：即其基态是一类巡游电子反铁磁不良导体。通过适当的元素替代可以在FeAs层产生额外的电子、空穴、巡游性或化学压力,从而有效地抑制SDW序,实现超导电性。本文侧重作者所在小组的相关研究结果,将铁基超导体中的元素替代研究分为FeAs层外和FeAs层内掺杂两大类,依次介绍和评述两年来国际上对4种主要铁基化合物中的化学掺杂研究进展。     

YBa_2Pb_xCu_(3-x)O_y的临界电流特性

本文系统地研究了 Y Ba_2Pb_xCu_(3-x)O_y(0≤x≤0.4)高温超导体的正常态电阻率,交流磁化率,临界温度和临界电流密度等参量之间的关系.结果表明,在0≤x≤0.4范围内,样品的 T_c只有很小的变化,而电阻率和临界电流密度则随 x 发生显著的变化.特别是当 x=0.1时,样品的电阻率最小而相应的临界电流密度最大,在液氮温度下 J_c 为单相 Y Ba_2Cu_3O_(7-δ)样品的三倍多.作者还发现样品内界面层对临界电流的影响比超导相所占比例更大.作者应用McMillan 理论和 Ambegaokar-Baratoff 理论结果分析了实验数据.     

单相超导体CaLaBaCu_(3-x)BxO_(7-δ)正常态热电势率研究

从 77K到 30 0 K之间对 Ca L a Ba Cu3 -x Bx O7-δ单相体系的正常态热电势率进行了微分法测量 ,发现随着硼含量 x从 0向 0 .4的逐步增加 ,样品体系正常态特性从金属性向类半导体性质转变 ,其主要载流子由空穴型为主转变为电子型为主 .根据以上的性质转变 ,我们采用双带模型及半导体模型对 x的不同值进行曲线模拟 ,拟合的热电势率—温度曲线与实验曲线相当吻合 ,同时根据模型对样品的费米能及有效能隙进行了计算     

铁基铁磁超导体

超导电性与铁磁长程序是两个"敌对"的物质状态。长期以来,探索超导与铁磁共存是十分耐人寻味的课题。文章在回顾半个多世纪以来该课题主要进展的基础上,重点介绍了作者近年来对新型铁基铁磁超导体的发现和发展,最后对这类新材料的进一步研究进行了展望。     

La_(1-x)Ca_xMnO_3的巨磁电阻效应

通过测量Ｌａ２／３Ｃａ１／３ＭｎＯ３，Ｌａ０．６Ｃａ０．４ＭｎＯ３单相多晶样品的磁电阻、电阻与温度的依赖关系，发现在Ｌａ１－ｘＣａｘＭｎＯ３体系中随ｘ的变化，其磁电阻峰和电阻峰都发生了位移．作者认为体系中Ｍｎ４＋含量是受Ｃａ含量调制的，正是Ｍｎ４＋含量的变化，导致磁性结构发生转变．基于Ｚｅｎｅｒ的双交换机制，对实验结果给出了满意的解释     

YBa2Cu1-xCox(Cu1-yZny)2Oz体系的Co,Zn共同掺杂效应

本文报道通过对YBa₂Cu_1-xCo_x(Cu_1-yZn_y)₂O_z(0≤x,y≤0.1)体系晶体结构、氧含量、正常态电阻-温度关系、Hall效应以及超导临界温度等的综合测量,发现随着Co和Zn含量的增加,体系经历了从正交结构的超导金属向四方结构的非超导半导体的转变,超导临界温度T_c和载流子浓度n_h均迅速下降,Co 关键词：     

赝能隙导致的YBa2(Cu1-xMx)3O7-δ(M=Co,Zn)薄膜的输运性质异常

报道了两类典型元素替代的超导Y123相体系-YBa2(Cu1-xCox)3O7-δ(x=0.01,0.02)和YBa2(Cu1-yZny)3O7-δ(y=0.005,0.010)薄膜的电阻率-温度特性(ρ(T))和Hall效应(RH (T)).研究表明,Co掺杂的Y123相体系十分类似于氧欠掺杂的情况,对Co掺杂的薄膜样品,由电阻率-温度特性定义的赝能隙打开的温度T*分别为193和225K.而Zn掺杂的样品没有观察到赝能隙打开对电阻率-温度特性的影响.由Hall效应的测量和Hall角(cotθH)定义了另一个特征温度T 0,介于Tc与T*之间,这一特征温度与核磁共振(NMR)给出的赝能隙打开温度相近,说明可能源于电子自旋自由度上的能隙打开.在室温到Tc范围内,电阻率-温度特性和Hall效应分别定义了两类不同的转变温度(T*和T 0),可能分别源于电子电荷和自旋通道上的赝能隙的打开,预示着电荷和自旋自由度分别进入某种基态.     

介孔网络电路

用二次阳极氧化法制备纳米多孔氧化铝板,然后用磁控溅射方式在纳米多孔氧化铝板表面镀金得到介孔网络电路,对该介孔网络电路进行输运测量,发现其具有非线性电阻.     

YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_z体系的Co,Zn共同掺杂效应

本文报道通过对YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_x(0≤x,y≤0.1)体系晶体结构、氧含量、正常态电阻-温度关系、Hall效应以及超导临界温度等的综合测量,发现随着Co和Zn含量的增加,体系经历了从正交结构的超导金属向四方结构的非超导半导体的转变,超导临界温度T_c和载流子浓度n_h均迅速下降,Co和Zn的同时掺杂效应不是两者分别掺杂效应的简单叠加,而是存在着强烈的相关性。实验结果表明,Cu-O链与Cu-O平面之间的相互耦合对体系的电子输运性质和超导电性有着重大影响。还对载流子特性以及T_c与n_h之间的关系作了初步探讨。