文档介绍：复旦大学
博士学位论文
铁基高温超导体的比热和极低温热输运性质研究
姓名:丁力
申请学位级别:博士
专业:凝聚态物理
指导教师:李世燕
2010-03-15
中文摘要在进入世纪后,又慢慢陷入低潮。目前,研究人员对高温超导机理一直未达逜和“第七章详细介绍对“”体系的】【的极低温热输运性质研究。铁基高温超导体、超导能隙、比热、极低温热输运自从上个世纪初超导现象首次发现以来,科学家们一直都在努力寻找拥有更高临界温度瓦的超导材料,并以寻找到室温超导体为这一领域的最大梦想之一。在经历了铜氧化物的第一次高温超导研究飞跃性进展之后,高温超导的研究热情成一致看法,所以人们期望能在铜氧化物超导体以外再发现新的高温超导体系。就在年年初,日本科学家发现的临界温度达到腖畑温超导体后,一系列的新型铁基高温超导体被陆续发现,从此开启了超导界新一轮的高温超导研究的热潮。在本论文中,我们将对不同体系的铁基高温超导材料的比热和极低温热输运性质等方面的实验结果进行详细的研究和讨论。本文的前三章将详细介绍研究动机和相关的理论背景,包括铁基高温超导材料的研究进展、输运性质测量的理论知识以及相关实验设备的介绍。之后的四个章节,将分别详细介绍我们对“”体系的.。约啊’’体系的。和畑谋热刃灾恃芯浚硗庾魑Q芯砍继迥芟督峁的最有利的实验研究手段之一,将依次介绍“碧逑档缱有筒粼拥碧逑礔的极低温热输运性质研究。本文的章节内容概要如下:第一章介绍超导以及高温超导材料的研究历程与进展,并按时间顺序详细介绍新型铁基高温超导体各种体系的发现和近期的实验和理论研究成果。第二章介绍固体的比热和热导率的基本理论及其在超导体上的研究应用,以及超导能隙在极低温热导率上的行为。第三章简要介绍本文研究所使用的实验手段,包括系统及其比热测量组件,和极低温热输运性质测量系统的实验装置,包括其工作原理和技术细节。第四章详细介绍对“”体系的继宓谋热刃灾恃芯俊第五章详细介绍对“”体系的籏。和谋热刃质研究。第六章详细介绍对电子型掺杂的“体系中募ǖ臀氯输运性质研究。第八章对全文进行总结。关键词:中图分类号:、
緎鷖锄筧曲嘶曲死曲籱餫:譨餸百曲瓦,锄“,.,,琻—·..,畑甋,,,甧:
.:“幻——:—阛跋鎜篈:.
第一章铁基高温超导材料的研究进展进而发生凝聚,其结果是超导体在宏观上体现出奇特的物理现象,是一种宏观量閏T贘下常金属中,电子在一个充满各前言超导材料的研究与开发,在近百年来一直是当今世界最前沿的研究课题之一。∽橄蛉澜绫ǜ媪怂堑惊人发现:【浚哟私铱A超导物理和超导材料科学研究的历史篇章。如何提高超导转变温度虺屏俳缥度吆腿绾瓮ü烫辶孔恿ρЫ馐驼庖幌窒笠恢笔浅佳芯康闹饕M贫Α在超导体中,费米面上动量相反的电子两两配对,同时建立长程的位相相干子现象,例如在临界温度以下,电阻的消失愕缱柘窒和对磁力线的排斥耆抗磁性,或称迈斯纳效应种振动的背景中运动,最普通的是晶格的振动。晶格的振动模式可以用一种称为“声子”的元激发唇忻枋觥=鹗舨牧显谟邢温度下的电阻则来源于电子和包括声子在内的各种振动模式碰撞后所导致能量的损耗。然而在零温极限下,且不计量子涨落,所有的振动模式都停止了,电子在这样一个干净的系统环境中运动其能量的损耗和电阻率都应该是为零的。对于超导体而言,费米面上的电子通过库伦相互作用两两吸引形成束缚对,这种束缚的电子对被称为库珀对S捎诳忡甓允遣I,遵循玻色统计,因此在临界温度疋下会发生凝聚现象。这种凝聚态具有很长的相干长度,因而对晶格振动导致的局域散射不敏感,所以输运上并不损耗能量,电阻率可以在较高温度咭韵保持为零,从而出现超导的零电阻现象。然而,自年首次发现超导现象后的多年的时问罩,人们寻找新的更高临界温度超导材料的工作进展缓慢而曲折。在世纪年代以前,实验上获得超导材料的最高临界温度也只有年聪碌耐且理论上还预言了瓦的极限温度约为麦克米兰极限佳芯吭诘笔笨谓达到最低潮。.。。【浚⑼ü友箍梢允沽俳缥露却蟠笸破麦克米兰极限,从此拉开了一场轰轰烈烈地探寻高温超导研究的序幕。四个月后,美国休斯顿大学的朱经武研究小组和当时在阿拉巴马大学分校的吴茂昆研究小组的合作合成了瓦值为腨【俊痪俪宄隽艘旱N度拇蠊兀3疾牧显诠ひ瞪瞎惴河τ么戳宋尴尴M=羲孀呕褂募锹第一章铁摹高温超导材料的究进展.
备的应用价值。因此,人们一直希望在铜基超导材料以外再找到新的高温超导材的性质和更广阔的应用潜力。年初本的芯啃∽榉⑾值念橄低趸铩珹笱У氖正直研究小组发现的铊系铜氧化物【。虽然在短短几年的时间,铜氧化物的超导临界