高溫超導體的結構、磁性及輸運性質研究.pdf

1、該論文以元素摻雜為主要手段,系統地研究了各種類型元素摻雜對高溫超導體系的晶體結構、磁學性質、超導電性和正常態(tài)輸運性質的影響,以及高溫超導體系的各種物理性質之間的關聯,為揭示高溫超導機制提供了重要實驗數據.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物理問題,接下來具體介紹了高溫超導體的晶體結構和相圖,正常態(tài)輸運性質(電阻率,熱電勢),磁性,強關聯,以及元素摻雜的研究現狀.第二章研究了Li摻雜和Li,La雙摻雜對La1

2、23體系的晶體結構、磁性、聲子振動以及輸運性質的影響.對比單摻和雙摻可以得出以下結論:(1)單摻Li會減小體系氧含量并導致正交-四方結構相變;(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體系物理性質的影響.Al摻雜使體系電阻率單調上升,而Al,Ca雙摻因為空穴在CuO<,2>面和CuO中的轉移使體系在低摻區(qū)域電阻率減小.Al摻雜比Al,Ca雙摻

3、雜對Cu<'2+>反鐵磁(AF)關聯的破壞要厲害得多.與前面研究過的Li摻雜以及Li,La雙摻雜的結果比較可以發(fā)現,摻雜元素的價態(tài)在影響AF關聯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變?yōu)殡娮?雙摻的電阻率在低摻雜區(qū)域由于電荷的轉移而減小,在高摻雜區(qū)域因為強烈晶格畸變而增大.單摻對AF關聯的破壞比雙摻要強烈得多,與前面研

4、究過的元素摻雜結果比較可進一步指出:體系的空穴濃度對體系磁結構有重要的影響.第五章研究了磁性離子Fe摻雜對La123體系的物理性質影響.通過對比Fe單摻和Fe,Ca雙摻的結果,以及與作者前面三章研究過的非磁性離子摻雜的結果作者可以得到以下結論:(1)在高摻雜區(qū)域內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有重要影響;(3)在不同體系,熱電勢可