新型超導(dǎo)體的角分辨光電子譜研究富勒烯的非彈性X光散射研究.pdf

1、強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系中電荷、自旋、軌道和晶格等自由度相互作用和競(jìng)爭(zhēng)，一直是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最感興趣的研究方向。這些體系的宏觀性質(zhì)由電子的集體行為決定，如電荷有序、磁有序、軌道有序等，使得體系呈現(xiàn)出很多不同的電子狀態(tài)和新奇的物理性質(zhì)。目前尚沒(méi)有理論可以系統(tǒng)的處理強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系，而要對(duì)具體的體系有針對(duì)性的研究，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量相比較。角分辨光電子能譜是一個(gè)非常強(qiáng)大直接的動(dòng)量空間探征手段，可以直接得到費(fèi)米能量附近價(jià)電子的能量一動(dòng)量信息，這些電子基本決定了固體

2、的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)。而非彈性X光散射探測(cè)的是體系的電子關(guān)聯(lián)函數(shù)，能給出系統(tǒng)激發(fā)態(tài)的信息，與角分辨光電子能譜互補(bǔ)。本論文介紹了角分辨光電子能譜在鐵基、鎳基超導(dǎo)材料中的研究，以及使用非彈性X光散射對(duì)低溫碳系統(tǒng)所作的研究，得到以下一些結(jié)果：
　　1.角分辨光電子能譜在Eu1-xLaxFe2As2體系中觀測(cè)到能帶折疊、劈裂和移動(dòng)在自旋密度波態(tài)發(fā)生，這些復(fù)雜的變化無(wú)法用巡游電子圖像下的簡(jiǎn)單能帶折疊解釋。M點(diǎn)附近不對(duì)稱的費(fèi)米面性質(zhì)(

3、一邊電子型，一邊空穴型)可以用三維小費(fèi)米面的K2變化來(lái)解釋，與量子振蕩實(shí)驗(yàn)的結(jié)果符合得相當(dāng)好。Eu2+外反鐵磁有序態(tài)轉(zhuǎn)變溫度上下沒(méi)有探測(cè)到電子結(jié)構(gòu)的變化表明Eu層和FeAs層之間的電子耦合比較弱。對(duì)Eu1-xLaxFe2As2體系的研究表明能帶移動(dòng)與磁性密切相關(guān)。
　　2.使用角分辨光電子能譜詳細(xì)研究了BaNi2As2的電子結(jié)構(gòu)，與122鐵基超導(dǎo)母體的電子結(jié)構(gòu)相比截然不同，似乎BaNi2As2中的關(guān)聯(lián)效應(yīng)比鐵基超導(dǎo)體要弱。沒(méi)有在B

4、aNi2As2中觀測(cè)到能帶折疊的跡象，證實(shí)了沒(méi)有長(zhǎng)程磁有序。由于磁性與超導(dǎo)的緊密聯(lián)系，這可能是導(dǎo)致BaNi2As2的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度要比鐵基超導(dǎo)體低很多的因素之一。BaNi2As2的能帶移動(dòng)是由巨大的晶格畸變所導(dǎo)致，而鐵基超導(dǎo)母體中微弱的晶格畸變無(wú)法貢獻(xiàn)那么大的能帶移動(dòng)，因此比較合理的解釋是鐵基超導(dǎo)母體中的能帶移動(dòng)是與磁性有關(guān)。
　　3.使用非彈性X光散射研究了富勒烯材料C60和碳納米管。C60實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相比較峰位基本吻合