鐵基超導(dǎo)體母體角分辨光電子能譜及電荷輸運(yùn)性質(zhì)的研究.pdf

1、鐵基超導(dǎo)體是2008年發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體家族中的新成員。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度已經(jīng)超過(guò)了BCS理論預(yù)言的極限，被證明是一類新的非常規(guī)超導(dǎo)體。FeAs(Te、Se)層是鐵基超導(dǎo)體所共有的基本結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出“1111”“122”“111”“11”幾個(gè)體系大類。在相圖上，鐵基超導(dǎo)體的超導(dǎo)相在欠摻雜區(qū)域近鄰反鐵磁相，這一現(xiàn)象和銅氧化物超導(dǎo)體的相圖非常類似。而在反鐵磁相變之上，其特有的結(jié)構(gòu)相變變導(dǎo)致其二維晶體由四方變?yōu)檎?。?/p>

2、了研究鐵基超導(dǎo)體中復(fù)雜的相變行為，弄清其超導(dǎo)機(jī)制，有大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究工作在短時(shí)間內(nèi)被相繼報(bào)道，在國(guó)內(nèi)外形成了一股研究鐵基超導(dǎo)體的熱潮。我們課題組利用角分辨光電子能譜(ARPES)設(shè)備，對(duì)不同體系的鐵基超導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)，反鐵磁態(tài)下的電子結(jié)構(gòu)重構(gòu)，以及超導(dǎo)體能隙測(cè)量等方面做了大量開拓性的重要工作。本文主要介紹了我們組對(duì)“111”體系NaFeAs單晶樣品的電子結(jié)構(gòu)的細(xì)致測(cè)量，以及對(duì)不同體系鐵基超導(dǎo)體母體電荷輸運(yùn)各向異性所進(jìn)行的研究。

3、>　　 首先，我們對(duì)“111”體系鐵基超導(dǎo)體母體NaFeAs單晶樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的電子結(jié)構(gòu)的測(cè)量。我們發(fā)現(xiàn)NaFeAs的能帶結(jié)構(gòu)和之前報(bào)道的“122”體系的類似。但是，因其結(jié)構(gòu)相變和反鐵磁相變的相變溫度是分離的，這樣就便于我們弄清楚在相變時(shí)電子結(jié)構(gòu)的演化過(guò)程。我們?cè)谙嘧儨囟雀浇隽思?xì)致的變溫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分能帶在結(jié)構(gòu)相變附近開始向高能移動(dòng)，并且在溫度降低至反鐵磁相變時(shí)能帶移動(dòng)平滑。這個(gè)現(xiàn)象表明，NaFeAs中結(jié)構(gòu)相變和反鐵磁相變可能具有相

4、同的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。同時(shí)，我們利用偏振光依賴的ARPES實(shí)驗(yàn)，對(duì)NaFeAs能帶的軌道對(duì)稱性也進(jìn)行了分析。在變光子能量的測(cè)量過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)NaFeAs費(fèi)米面附近的能帶kz方向的色散較弱。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合最近對(duì)detwin樣品的變溫實(shí)驗(yàn)表明，NaFeAs中磁有序的漲落和軌道自由度的耦合顯著影響了其相變溫度附近的行為。
　　 此外，我們利用Montgomery方法測(cè)量了NaFeAs，F(xiàn)eTe等鐵基超導(dǎo)體母體的電阻率各向異性行為。我們發(fā)

5、現(xiàn)，對(duì)于NaFeAs樣品，鐵磁方向的電阻率大于反鐵磁方向的電阻率，這一結(jié)果填補(bǔ)了不同類鐵基超導(dǎo)體的各向異性電阻率測(cè)量的空白，并且表明包含F(xiàn)eAs層的鐵基超導(dǎo)體母體中其各向異性電阻率行為是一致的。對(duì)于FeTe樣品，我們發(fā)現(xiàn)它的鐵磁方向電阻率小于反鐵磁方向，這與NaFeAs和“122”體系中看到的結(jié)果完全相反，而這一現(xiàn)象則可能與FeTe所具有的較強(qiáng)的局域磁矩和電子結(jié)構(gòu)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性有關(guān)。這有助于我們分析FeTe和具有FeAs層樣品的不同相互作用