文档介绍：中国科学技术大学
博士学位论文
Na<,x>CoO<,2>体系的电荷有序态和铁基超导体的磁性研究
姓名:吴涛
申请学位级别:博士
专业:凝聚态物理
指导教师:陈仙辉
20090501
摘要在传统的凝聚态理论中,,往往被大家所忽视。随着新材料的不断发现,,例如高温超导体,巨磁阻材料,重费米子材料等。如何理解和认识这类材料成为了当下凝聚态物理最前沿的领域之一一电子强关联体系。在本论文中,作者主要研究了两类关联电子体系,一类是具有三角格子的逑担涣硪焕嗍亲钚路⑾值奶榛锔呶鲁继濉N颐侵饕Mü运、磁性、拉曼光谱和电子顺磁共振谱等实验手段研究了这些体系奇特的物理性质。另外,我们还研究了极欠掺杂的逑档母飨蛞煨源抛栊形!本论文主要分以下六个章节:。体系和铁基超导体的研究进展在本章中主要对逑岛吞继宓幕疚锢硇灾室约耙恍┭芯热点进行简述。其中对逑担颐嵌运幕窘峁购拖嗤冀辛烁攀觯并对该体系的电荷有序问题以及胱佑行蛐вα礁鋈鹊阄侍庹箍A颂致邸对于铁基高温超导体,主要介绍了其基本结构和电子相图,并对其电子结构和理论模型进行了概述。。体系中磁场诱导的自旋翻转相变在本章中,我们系统地研究了ゾа反懦∑叫杏赼婧痛懦垂直于面的定温磁阻。当磁场沿着两个不同的方向时,该体系具有不同的磁阻行为。当磁场平行于面时,磁阻总是保持在负值并且面内铁磁行为被增强;而当磁场垂直于面时,磁阻会随着温度和磁场的变化由负值变化到正值,并且面内铁磁行为被削弱。并且当磁场垂直于面时,我们可以观察到一个奇特
的回滞现象,而这个现象在磁场平行于面时并没有观察到。这些现象表明体系的小磁矩在磁场垂直于面时发生了一个自旋翻转,并同时伴随小磁矩磁性的变化。由于最近的研究表明,附近的电荷有序赡苁翘逑党导电性的母体,因而我们的结果表明该体系的超导具有一个非传统的超导机制。胱佑行蚪峁沟闹嘏偶捌涠訬逑滴锢硇灾实男в在本章中,我们系统研究了体系的单晶拉曼光谱。实验发现。模式具有一个随含量的线性依赖关系,而。模式则在附近具有一个反常的移动。这种反常的变化被认为是来自于胱釉贠行结构中的重排效应。返谋湮吕笛楸砻髟浇逑捣⑸一个从结构到结构的重排。返牡缡湓撕痛呕什饬慷荚谥排温度附近表现出异常,并且不同的胱咏峁苟杂α瞬煌奈锢硇灾省U些实验结果直接表明胱佑行蚪峁苟訡甇层物理性质的影响。..嗑а返牡缱铀炒殴舱裱芯在本章中,我们研究了.。,样品温度依赖的电子顺磁共振谱N颐遣饬康窖返腅信号表明:该体系的蜃右约胺澹宽有很强的温度依赖关系,特别是在低温区域,依赖关系更加明显。这与具有局域磁矩的强耦合图像相一致。这种强的温度依赖关系随着温度的提高而逐渐减弱,并且在室温时达到饱和。而这种行为则被认为是来自于巡游电子与局域磁矩之间的“瓶颈”效应。并且,我们还发现温度依赖的自旋磁化率表现出居里斯行为。我们的结果证明体系的确存在有局域磁矩,但是其形成机制目前还不明确。而且我们的结果还表明体系存在很强的磁性涨落,这可能与该体系超导机制有密切关联。甀。单晶磁结构相图的研究摘要
在本章中,我们系统地测量了畑ゾг诖懦∠碌缱琛⒋呕屎比热的性质。在由铕离子组成的磁晶格中发现了在一个临界磁场下从头刺磁向铁磁转变的变磁性。在临界磁场以下,比热跳跃随磁场增加向低温漂移,而在临界磁场以上时,比热跳跃随磁场增加向高温漂移。这表明体系发生了一个变磁性转变。而且在其反铁磁态中发现了体系的磁化强度具有二重对称性,这与自旋密度波亩猿菩韵辔呛稀H欢谔盘退炒盘颐枪鄄到一个各向同性的磁化强度。并且随着南魅酰盘尤菀妆淮懦所稳定。为了解释实验结果,我们提出了一个各向异性的交换模型。。体系巨大的各向异性磁阻和自旋阀效应在本章中,我们研究了磁场在铜氧面内旋转的极欠掺杂的反铁磁畑返母飨蛞煨源抛韬痛呕省T诘臀韵拢颐枪鄄斓揭个巨大的各向异性磁阻。面外电阻的大小可以通过磁场在铜氧面内旋转而改变一个量级,而且面内电阻和面外电阻有很好的标度行为。自旋阀效应被用来解释面外磁阻巨大的各向异性和标度参数随磁场的变化。并且我们发现磁场诱导的高场下离子自旋翻转是理解巨大的各向异性磁阻的关键。这些结果表明电荷和自旋之间奇特的纠缠可能是导致上面物理现象更本质的原因。关键词:自旋翻转、变磁性、电子顺磁共振、铁基超导体、重排、自旋阀。摘要
协,鷈啪罂血髓瑂曲吼印,猻仃曲锄血,猼柚矗,十镴甅矗·,—Ⅱ行订..,订琣.【,.~甧甌蝍蟖.Ⅵ俭瑃瞖·
阰呻゛鷄鷄鷓仃鋘鎒—】.璊戗而培琵..&仃猤甌Ⅱ