文档介绍：中国科学技术大学
博士学位论文
高温超导体的低温热导研究
姓名:杨东升
申请学位级别:博士
专业:凝聚态物理
指导教师:曹烈兆;吴柏枚
20030501
要摘、第二章介绍了继錗诹愠∠碌娜鹊悸室晃露裙叵怠T谒芟研究高温超导体的热导率,可以获取关于材料中声子、电子等元激发的运动信息,材料的晶格和电子结构状态以及它们之间的相互作用。本论文主要对畑。瘸疾牧系牡臀氯鹊悸式辛耸笛檠随温度和磁场的变化与材料的晶格和电子结构状态息息相关。因此,对材料热中两个能隙的大小分别为.。很多实验得到或大或小的不统一的能隙宽度,也有人提出可能存在大小两个能隙,我们的结果为中的双能隙结构提供了新的实验依据。在一些实验和理论分析方面,双能隙模型仍然遇到了困难,两个能隙的性质差别可能是一个关键。我们的实验分析结果指出较大。由此可以得到盯能带上的准粒子受到的杂质散射率较大,万能带上的准粒子受到的杂质散射率较小,这一结果为双能隙模型提供了重要的实验证据,第三章介绍了磁场下热导率的特性。磁场影响到样品中能隙的大小,的实验结果中可以看到,的热导率与传统低温超导体有很大的不同,在低场下随着磁场的增强迅速增加,我们的分析指出这一现象是的双能隙结构特性的一个表现。由于我们的样品具有较高的杂质散射率,在高场下,热导率随磁场增强而增加的速度减慢,降低到近似线性行为。此外在高场下样品的热导率明显已经超过了正常态电子所能够提供的贡献。这一与费米液体相矛盾第一章对固体材料中的能量输运问题进行了综述。特别是超导体的热导率导率的测量和研究具有重要的理论意义和实用价值。模型下,用基于砺鄣腂热导理论对实验结果进行了分析,给出两个能隙在声子和电子能量输运中的影响各不相同,对应较大能隙的盯能带准粒子在电子热导中贡献较大,对应较小能隙的石能带准粒子对声子热导的影响并且与单晶等不同品质实验样品的结果相统一。提供了新的涡旋散射,使得超导材料的热导率对于外加磁场相当敏感。从我们究,得到了很多有意义的结果。
的反常现象显示中可能有自旋参与能量输运。第四章介绍了我们对微量氧掺杂的系超导体母体材料鹊悸实研究。微量的氧掺杂,可以迅速改变。中的嗣嫣宓那阈迸帕校观测到这一变化,但热导率实验测量结果却能够显示出明显的不同。。。的热导率,着低掺杂样品在唬1涓浇鹊悸史⑸本绫浠卟粼友肺轒.,转变,且影响到位上的自旋有序。我们的实验结果显示在不同的变温速率下,过量氧的位置的变化,导致局域的晶格结构和磁结构的变化,虽然通过电测量难以显示械木Ц窠峁购虲甇面自旋系统都存在不稳定性。重对超导转变温度以下的热导峰进行了研究。超导态下电子结成对,不再参与热输运或形成散射,处于激发态的准粒子在以下仍然可以参与能量输运。在铜氧化物这样的强电子关联体系中,在以下准粒子寿命会显著增长,我们据此对实验结果进行了拟合,结果显示掺杂并没有影响以下的热导峰位,但峰高被压低,附近的超导涨落受到抑制。。实验结果显示随着掺杂浓度的增加,热导率在所测温区内受到的压制变大,当保鹊悸嗜从幸桓龇吹允綜羧攵跃Ц窬植空锹涞挠跋臁热导率随降温而单调减小,反映了电子的局域性和巡游性对晶格局部涨落的不同的调节作用。第七章介绍了我们在热导率自动化测量装置上的进一步改进工作。低温热导率的测量具有一定的技术难度。我们已经自行研制和开发了一套计算机控制的低温热导率全自动化测量系统,在此基础上,对硬件和软件进行了升级,使得浚系统各方面的性能有所提高,为我们获取可靠数据提供了保障。
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致谢本论文是在导师曹烈兆教授和吴柏枚教授的悉心指导下完成的,在此致以崇高的敬意和感谢。特别感谢吴柏枚老师,多年来,吴老师言传身教,对待学生就象对待自己感谢柳学榕、郑卫华、李波等多位师弟的帮助,合作完成实验,进行有益感谢低温实验室杨宏顺副教授、阮可青副教授、王克勤高工、汪诚友高工等多位老师对我给予的关心和帮助。感谢余曼、李世燕、李慧玲、柴一晟、李鹏程等多位同学的热情帮助。感谢杨宏顺老师和李世燕同学提供实验样品。最后,我要感谢我的家人,特别是父母、岳父母和妻子,在我攻博期间对的孩子一样,在学习和生活各方面既严格要求,又给予了无尽的关怀和教导,帮助我克服难关,砃完成学业。的讨论,为我完成论文提供了极大的帮助。感谢低温车间全体工作人员的辛勤劳动,感谢他们为我们的实验提供了充足的低温液体以及在实验装置加工上所给予的帮助。我的关心、理解、帮助和支持。二零零三年五月杨东升
第一章固体中的能量输运和电荷输运一样,能量输运也是凝聚态物理中最为基本的问题之一。固体材料中的声子、电子、磁子等元激发在能量输