123相高溫超導體的Nernst效應研究.pdf

1、本論文主要研究SmBa2Cu3O6+δ單晶和生長于LAO襯底的c軸取向的過摻雜Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(x=0.05,0.1,0.2)薄膜等高溫超導體的輸運性質和Nernst效應。此外,我們還研究了Te替代對于NbSe2的二帶超導電性的影響。前者主要為了研究Tc以上的超導位相漲落與贗能隙和超導態(tài)的關系。后者主要研究低維材料中的二帶超導電性。
　　 對于高溫超導體,因其具有低維度和低載流子濃度的特點,超導Cooper對的

2、位相漲落起關鍵作用。許多理論物理學家提出假設,認為電子在比Tc高很多的特征溫度Tonset開始形成Cooper對,并在溫度Tc形成長程位相相干。在常規(guī)超導體中,Cooper對的形成和凝聚同時發(fā)生。對于高溫超導體,在很大的欠摻雜范圍內,存在贗能隙區(qū)域(Tc＜T＜T*)。這一贗能隙區(qū)域,無疑是超導相圖中最有挑戰(zhàn)性的部分。有理論研究提出贗能隙是超導電性的先驅,超導態(tài)在溫度Tc被激發(fā)的磁通所破壞,而Cooper仍然存在直至溫度達到T*。贗能隙及

3、其與超導態(tài)的關系的研究,很可能對于人們理解高溫超導電性的機制起重要作用。
　　 能斯特效應能夠非常靈敏地探測類磁通激發(fā)。在發(fā)現空穴型的銅氧化物超導體“正常態(tài)”的反常能斯特效應后,人們給出了許多用于解釋這個現象的提議,包括Tc以上的類磁通激發(fā),超導漲落,反鐵磁漲落和Cooper對的預配對。
　　 在本論文中,我們系統(tǒng)地研究了SmBa2Cu3O6+6(SmBCO)單晶和Ca摻雜的Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ薄膜的電阻率

4、,Hall系數,熱電勢和能斯特效應。我們發(fā)現SmBCO單晶的氧含量可以由通過兩個步驟進行調節(jié)。首先,通過在氧氣和氮氣中退火不同的時間制備出指定氧含量的SmBCO粉末。其次,將SmBCO單晶與已知氧含量的SmBCO粉末混合放入石英管中,在真空中退火。高溫超導體SmBCO的輸運性質系統(tǒng)地依賴于空穴濃度P。我們首次報道了SmBCO單晶的能斯特效應。實驗結果顯示,對于銅氧化物相圖的欠摻雜區(qū),在Tc以上存在贗能隙的打開和超導漲落。Tco以上很寬的

5、溫區(qū)觀測到能斯特信號是對Emery和Kivelson的贗能隙位相漲落模型(Nature,1995,374,434-437)的有力證據。我們得到的在Tc附近的數據可由配對場的振幅和相位的超導漲落解釋,與Curty andBeck的理論結果一致(Phys.Rev.Lett,2003,91,257002-1-4)。我們的結果意味著在贗能隙區(qū)域中存在相位漲落區(qū)域,并認為贗能隙態(tài)與超導態(tài)有關。
　　 我們用脈沖激光沉積鍍膜方法(PLD)在

6、LAO襯底上生長了c軸取向的Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(x=0.05,0.1,0.2)外延薄膜。電阻,Hall效應和熱電勢的側量,證實了x=0.1和0.2的樣品是過摻雜的。在過摻雜的樣品中,不能探測到贗能隙打開的特征溫度T*。在過摻雜區(qū)域,從能斯特效應定出的類磁通激發(fā)的Tv仍然比Tc高。我們的結果說明,在過摻雜區(qū)域,類磁通激發(fā)區(qū)域超出了贗能隙區(qū)域。在這個體系中還可以觀測到由Ca摻雜引入的無序效應。我們在T-p相圖中總結并討論了特