高溫超導體的結(jié)構(gòu)、磁性及輸運性質(zhì)研究.pdf

1、該論文以元素摻雜為主要手段,系統(tǒng)地研究了各種類型元素摻雜對高溫超導體系的晶體結(jié)構(gòu)、磁學性質(zhì)、超導電性和正常態(tài)輸運性質(zhì)的影響,以及高溫超導體系的各種物理性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián),為揭示高溫超導機制提供了重要實驗數(shù)據(jù).第一章首先回顧了高溫超導體18年來的發(fā)展概況和當前存在的一些基礎(chǔ)物理問題,接下來具體介紹了高溫超導體的晶體結(jié)構(gòu)和相圖,正常態(tài)輸運性質(zhì)(電阻率,熱電勢),磁性,強關(guān)聯(lián),以及元素摻雜的研究現(xiàn)狀.第二章研究了Li摻雜和Li,La雙摻雜對La1

2、23體系的晶體結(jié)構(gòu)、磁性、聲子振動以及輸運性質(zhì)的影響.對比單摻和雙摻可以得出以下結(jié)論:(1)單摻Li會減小體系氧含量并導致正交-四方結(jié)構(gòu)相變;(2)摻雜會導致體系電荷重新分布;(3)單摻與雙摻不同,會導致Cu<'2+>自旋局域化.第三章研究了Al摻雜和Al,Ca雙摻雜對La123體系物理性質(zhì)的影響.Al摻雜使體系電阻率單調(diào)上升,而Al,Ca雙摻因為空穴在CuO<,2>面和CuO中的轉(zhuǎn)移使體系在低摻區(qū)域電阻率減小.Al摻雜比Al,Ca雙摻

3、雜對Cu<'2+>反鐵磁(AF)關(guān)聯(lián)的破壞要厲害得多.與前面研究過的Li摻雜以及Li,La雙摻雜的結(jié)果比較可以發(fā)現(xiàn),摻雜元素的價態(tài)在影響AF關(guān)聯(lián)中起著非常重要的作用.第四章研究了Ga摻雜和Ga,Ca雙摻雜對La123體系的影響.單摻體系電阻率先增大后減小,表明空穴濃度隨著摻雜逐漸減小直到載流子由空穴轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮?雙摻的電阻率在低摻雜區(qū)域由于電荷的轉(zhuǎn)移而減小,在高摻雜區(qū)域因為強烈晶格畸變而增大.單摻對AF關(guān)聯(lián)的破壞比雙摻要強烈得多,與前面研

4、究過的元素摻雜結(jié)果比較可進一步指出:體系的空穴濃度對體系磁結(jié)構(gòu)有重要的影響.第五章研究了磁性離子Fe摻雜對La123體系的物理性質(zhì)影響.通過對比Fe單摻和Fe,Ca雙摻的結(jié)果,以及與作者前面三章研究過的非磁性離子摻雜的結(jié)果作者可以得到以下結(jié)論:(1)在高摻雜區(qū)域內(nèi)Fe單摻體系既有Fe<'3+>離子又有Fe<'2+>離子,雙摻體系在整個摻雜區(qū)域Fe離子保持三價;(2)摻雜元素的磁性對摻雜體系的輸運性質(zhì)有重要影響;(3)在不同體系,熱電勢可