氧化物超导体论文_艾平

导读:本文包含了氧化物超导体论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:超导体,氧化物,超导,高温,光电子,模型,格林。

氧化物超导体论文文献综述

艾平[1](2019)在《角分辨光电子能谱技术发展及对铜氧化物高温超导体研究》一文中研究指出高温超导机理无疑是凝聚态物理一个最重要的科学问题之一,而角分辨光电子能谱技术在高温超导体研究中,为理解其微观机理提供了丰富的实验证据。实验技术和仪器的革新和科学研究的推进相互促进,在高温超导研究领域是一个非常好的范本。本论文先从传统超导理论出发,介绍了超导机理研究发展的重要节点和现状,提出了本文研究的相关问题。继而通过介绍角分辨光电子能谱(ARPES)的原理,指出了其在研究超导机理中至关重要的作用。本论文的研究工作分仪器研制和实验研究两部分。在仪器研制方面,重点描述了新一代双模式光电子能谱仪的设计、组装和测试的结果;在实验研究方面,主要介绍了利用激光角分辨光电子能谱技术对电子型和空穴型铜氧化物高温超导体电子结构的研究,系统地分析了电子结构中能隙、色散关系和和能量尺度等问题,旨在寻找高温超导机理相关的因素。论文具体如下内容:1.第一章简要介绍了超导发现历史和研究背景。介绍了传统超导体的超导机理和BCS超导理论,重点介绍了非常规超导体的发现历史和不同家族,并综述了近期发现的其它新奇超导现象。最后介绍了铜氧化物高温超导体的晶体结构、电子结构和相图,以及其中的BSCCO体系超导体的相关研究背景。2.第二章介绍了ARPES的原理和实验技术,以及从ARPES测量数据中获取的信息及相关数据分析方法。介绍了激光ARPES在低能激发探测中的优势以及所在研究组的激光ARPES系统。其中重点介绍了(1)参与维护的ARToF-ARPES系统和配备的二维能量探测器以及7eV和11eV激光;(2)从零开始参与搭建的大动量极低温3He激光ARPES系统。3.第叁章描述了新一代双模式光电子发射谱分析仪的设计、安装和测试。随着科学研究的不断深入,对角分辨光电子能谱精度和效率的要求进一步提高,同时由于材料中存在的不同结构和不均匀性,需要能够对微区形貌和电子结构探测的实验手段。对同一个样品能实现动量空间探测、实空间探测以及微区电子结构探测,是科学研究长期追求的理想实验手段。在本组ARToF分析器的经验基础上,模拟了新一代双模式光电子发射谱分析器,利用电子透镜组合在一个分析器上完成实空间和倒空间的双模式探测。模拟计算结果表明,该光电子发射谱分析仪的能量分辨率可达到0.5meV,动量角度分辨好于0.16°,空间分辨率达到80nm。搭建了测试平台,得到了初步测试结果。4.第四章研究了电子型铜氧化物高温超导体Pr1-xLaCexCuO4O4-δ(PLCCO)的费米面和能带结构,给出激光ARPES对电子型铜氧超导体的研究数据,观察到50meV的能量尺度。电子型铜氧化物超导体因为高质量单晶难以获得,材料本身叁维性较强不容易解理等原因,一直缺乏高分辨率的激光ARPES测试结果。我们采用真空紫外激光(7eV)和氦灯(21.2eV)两种光源,对同样组份或组份接近的样品开展了ARPES测量,发现测量的费米面区别于以前的结果,和普遍“hotspot”图像不一致,讨论了造成费米面变化的原因。采用激光ARPES成功地在电子型高温超导体中获得高质量的数据,验证了激光ARPES对电子型超导体测量的可行性。利用激光ARPES数据,对电子型超导体PLCCO的自能进行了研究,观察到50meV的能量尺度,研究了其动量及温度依赖关系。5.第五章描述利用真空紫外激光ARPES,对一系列不同掺杂Bi2 Sr22CaCu2O8+δ(Bi2212)超导体超导能隙和自能的研究。通过退火改变氧含量获得了高质量的、窄超导转变宽度的、不同掺杂的Bi2212单晶样品。利用高分辨激光ARPES,精确测量了欠掺到过掺Bi2212的超导能隙,及其随掺杂、动量及温度的演化关系,发现在节点区域满足标准d波形式的费米面区域随着掺杂的增加而延长。研究了电子自能随掺杂、动量和温度的演化,发现自能实部最大值代表的低能相互作用能量尺度,对欠掺区域和过掺区域表现出不同的动量变化行为:对欠掺区域,该能量尺度随动量不发生明显变化,而对过掺区域,该能量尺度从节点到反节点方向不断减小。6.第六章利用高分辨率激光ARPES对过掺Bi2212(OD75K)双层劈裂,以及相关的超导能隙和多体相互作用进行了系统的研究。首次观察到Bi2212的成键费米面(对应载流子浓度0.14)和反键费米面(对应载流子浓度0.27)具有不同的超导能隙,在反节点的超导能隙大小差别为~2 meV。反键费米面的超导能隙基本符合标准d波的形式,而成键费米面的超导能隙则偏离标准的d波形式。该结果为研究费米面的拓扑结构与超导能隙的关系提供了重要信息。通过研究双层劈裂产生的两支能带沿着整个费米面的动量演化,提取了电子自能,获得了成键和反键能带上观察到的能量尺度(~40meV和~70meV)随动量的演化关系。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01)

周超成,张文涛[2](2018)在《铜氧化物超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)多体相互作用的超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱研究》一文中研究指出自发现30多年来,铜氧化物的高温超导机理仍未得到解释。传统超导电性起源于电子–声子相互作用形成的电子配对,研究传统超导体中的多体相互作用为BCS理论提供了有力的证据。目前已证实铜氧化物高温超导体中存在着电子配对,但是引起配对的机制仍不清楚。因此,对铜氧化物高温超导体中的多体相互作用研究是揭示高温超导机理的关键。角分辨光电子能谱是研究固体电子结构最直接的技术手段,随着其分辨率的不断提升,在研究高温超导体的多体相互作用中日益发挥重要的作用。近年来兴起的时间分辨角分辨光电子能谱在常规角分辨光电子能谱的基础上增加了独特的时间维度,从而成为研究多体相互作用动力学的有力手段。本文详细地介绍了我们利用超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱在铜氧化物超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)中多体相互作用的研究,包括在节点区域、反节点区域扭折的研究,多体相互作用的动量依赖关系,配对电子自能的提取以及库珀对在激光泵浦下的受激辐射现象。(本文来源于《物理学进展》期刊2018年05期)

刘述春,赵怀松,徐胜,袁峰[3](2018)在《铜氧化物超导体中欠掺杂到过掺杂区域的费米速度和能隙速度的研究(英文)》一文中研究指出通过考虑赝能隙的影响,研究了铜氧化物超导体中从欠掺杂区域到过掺杂区域的费米速度和能隙速度随掺杂的变化关系。研究结果表明,费米速度VF随掺杂浓度几乎成线性变化,并随掺杂浓度的增加而增加,而能隙速度v2随着掺杂浓度的增加而减小,在重过掺杂区域降为零。并研究了掺杂的准粒子速度和能隙速度之比vF/v2随掺杂浓度的依赖关系。结果表明,vF/v2随着掺杂浓度的增加而增加。解释了vF/v2在重过掺杂铜氧化物超导体中迅速增加的现象。(本文来源于《青岛大学学报(自然科学版)》期刊2018年02期)

孙璇[4](2017)在《角分辨光电子能谱对两种高温铜氧化物超导体的研究》一文中研究指出铜氧化物高温超导体的发现,对传统的费米液体理论和BCS超导理论提出了挑战,为发展新的理论提供了契机,也引发了人们对新型高温超导体的探索和高温超导机理的研究。了解铜基高温超导体独特的电子结构,对理解其电子配对机制并最终解释高温超导机理非常关键。作为一种能够直接探测材料内部电子结构的实验研究手段,角分辨光电子能谱技术在对铜氧化物高温超导体的实验研究中具有举足轻重的地位。本论文论述了制备高质量欠掺杂La-Sr互掺和Bi-Sr互掺铜氧化物超导体Bi2201单晶的生长方法并研究可靠可重复制备不同超导转变温度的欠掺杂Bi2201单晶的退火方法,系统地研究了激光角分辨光电子能谱技术中矩阵元效应对能谱的影响,以及利用激光角分辨光电子能谱对Bi2212以及Bi2201进行了超导能隙、赝能隙的研究。论文主要包括以下内容:1.介绍了本论文中的研究工作所基于的基本背景,介绍了超导体发现的历史,超导体的基本性质以及铜氧化物高温超导体的基本性质和理论模型。实验技术方面主要介绍了 ARPES的基本原理,以及目前我们实验室的ARPES系统和可调谐激光的原理及利用可调谐激光所取得的成果。2.生长了高质量欠掺杂的Bi-Sr和La-Sr互掺的Bi2201单晶,并研究其退火条件和方法。利用光学浮区炉生长出一系列不同掺杂浓度的Bi2201单晶,并对其进行真空、流动氧气和液氮淬火,最终我们可以获得高质量不同超导转变温度的Bi2201样品,实现了制备高质量欠掺杂Bi2201单晶的可控制和可重复。通过生长和退火La-Bi2201单晶,我们可以获得从不超导到最高超导转变温度的铜氧化物超导体,实现了欠掺杂区域相图的全覆盖,这对研究铜氧化物高温超导体的物理性质、晶格结构以及超导机理是非常重要。3.利用可调谐激光,系统地研究了矩阵元效应中包含的叁个方面变量对Bi2212的影响。分别从入射激光偏振方向,入射激光光子能量以及样品取向叁个方面,对最佳掺杂Bi2212进行研究,分析这叁个变量分别对得到的角分辨光电子能谱谱重的影响,验证在激光角分辨光电子能谱中突然近似假设成立,为今后利用激光角分辨光电子能谱获得高质量可信度高的能谱提供了信息。4.通过超高分辨率(1 meV)的激光角分辨光电子能谱仪对最佳掺杂Bi2212的超导能隙进行精确测量,我们发现,超导能隙并不符合严格的d波配对形式,在拟合时必须考虑到d波形式中高次项,也即考虑次近邻电子之间的相互作用。5.我们研究了Bi2212在反节点方向电子结构随温度的变化关系,我们发现,反节点区域能带的费米动量kF在穿过赝能隙温度T*和超导转变温度Tc时均保持不变,并没有看到类似Bi2201中的温度穿过T*时发生的相变,说明Bi2201中发生的相变,并不是普适现象。这对于铜氧化物超导体中赝能隙的起源,穿过T*时究竟是否存在相变,提供了强有力的证据,也对解释超导配对机理,赝能隙的本质以及赝能隙与超导能隙之间的关系提供了丰富的信息。6.我们对不同掺杂的Bi2201欠掺杂样品进行了角分辨光电子能谱实验,系统地研究了其超导能隙随动量变化的关系,发现在不同掺杂的Bi2201样品中,超导能隙大小与动量空间分布依然可以看成是单调d波对称,这与之前在欠掺杂样品中观测到的超导能隙严重偏离d波的现象有所不同。超导能隙最大约为27meV,远小于之前报道的欠掺杂Bi2201中60meV的超导能隙。这对理解和研究欠掺杂区域电子结构和赝能隙本质提供了丰富的信息。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2017-11-01)

阮威,王亚愚[5](2017)在《铜氧化物高温超导体中的电子有序态》一文中研究指出铜氧化物高温超导现象自30年前被发现以来,对现代凝聚态物理的发展产生了极其重要的影响,然而其微观机制至今依然是一个谜。近年来,多种实验手段的研究结果发现,在铜氧化物高温超导体中电子除了形成库珀对,还可能形成多种其他新奇的有序态,例如自旋有序态、电荷有序态以及库珀对密度波等。这些有序态的起源及其与赝能隙态和超导态的关联对于理解高温超导机理可能具有重要的意义。文章将主要从实验的角度对铜氧化物超导体中的电子有序态做一个概述。(本文来源于《物理》期刊2017年08期)

任伟康[6](2017)在《铜氧化物超导体准粒子散射相干现象的理论研究》一文中研究指出铜氧化物高温超导一直是发展前景最好,实用性最强的领域之一,同时高温超导在科学技术的各个领域也得到了广泛的应用。研究表明,此类超导体与传统的BCS超导体在结构以及物理性质等多方面存在着较大的差异,高温超导体电子与电子之间有着很小的关联长度,呈现出强关联效应。本文基于重整化的哈伯德模型,应用Gutzwiller平均场近似理论和格林函数运动方程,对空穴掺杂的铜氧化物超导材料中准粒子散射相干现象进行了研究。本文第一章介绍了超导体发展的历程以及铜氧化物高温超导体与传统BCS超导体的相同点以及不同点,并且通过实例简要描述了高温超导体晶体结构、相图特征以及研究现状。第二章首先详细介绍了可以有效描述铜氧化物高温超导体低温物理过程的模型,从比较简单的单带哈伯德模型出发,进一步介绍了能够详细描述CuO_2平面的叁带哈伯德模型,由此导出有效描述CuO_2平面的t-J-U模型,当没有电子双重占据同一格点时退化为t-J模型。然后介绍了有效处理电子强关联系统的理论方法——Gutzwiller近似理论,并且应用Gutzwiller平均场近似理论,将体系的哈密顿重整化,利用格林函数运动方程,为进一步研究打下基础。第叁章基于重整化的哈伯德模型,考虑到空穴掺杂效应,我们对铜氧化物高温超导体中的准粒子散射相干现象展开研究。通过运算得出傅里叶变换的局域态密度随能量和动量改变的函数关系式,我们得到了空穴掺杂铜氧化物高温超导材料中准粒子散射相干的主要特征。特别是,在[0,0]→[π,π]方向上,随着能量的不断升高,其准粒子峰的位置将会自布里渊区中较小的动量点缓慢地移向较大的动量点;而在[0,0]→[π,0]方向伴随着能量的不断升高,其准粒子峰将会缓慢地移向布里渊区的中央位置。我们的理论计算结果与相关实验结果定性吻合。(本文来源于《青岛大学》期刊2017-04-24)

段磊,赵建发,靳常青[7](2016)在《层状铜氧化物高温超导体CuBa_2Ca_2Cu_3O_(8+x)的高压制备和物性研究》一文中研究指出我们在高压高温条件下进行层状铜氧化物高温超导体Cu Ba_2Ca_2Cu_3O_(8+x)(Cu-1223)的制备,结果合成的样品是多相的,通过M-T测试确定其超导转变温度T_c>68K,计算超导相含量为24.2%,并对合成样品进行后期热处理,分别在O_2和N_2环境不同温度下进行退火,(本文来源于《中国晶体学会第六届学术年会暨会员代表大会(极端条件晶体材料分会)论文摘要集》期刊2016-12-19)

任伟康,杨双生,王淑华,赵怀松,袁峰[8](2016)在《空穴掺杂的铜氧化物高温超导体中准粒子散射相干现象的研究》一文中研究指出在重整化的哈伯德模型的框架下,考虑单杂质效应,研究了铜氧化物高温超导体中的准粒子散射相干现象。通过计算傅里叶变换的局域态密度,得到了铜氧化物高温超导材料中准粒子散射相干的主要特征,这些特征能够被八角模型很好地解释。研究结果表明,由于单调对称的d波能隙,单杂质掺杂效应导致的准粒子散射相干的特征随能量的变化非常强烈。随着能量的增加,沿着节点方向([0,0]→[π,π])相干峰的位置向高动量位置移动,而沿着反节点方向([0,0]→[π,0])的峰的位置向布里渊区的中心移动。(本文来源于《青岛大学学报(自然科学版)》期刊2016年02期)

蓝郁,夏立新[9](2016)在《双层铜氧化物超导体的费米面随掺杂浓度的演化》一文中研究指出在动能驱动的超导电性理论框架下,考虑赝能隙的影响,讨论了双层铜氧化物超导体的费米面随掺杂浓度的演化行为。我们的结果表明,双层铜氧化物超导体的费米面在欠掺杂区域表现为布里渊区节点附近不连续的费米弧,并且费米弧的长度随掺杂浓度的增加而增加,最后在超导圆顶的末端形成连续的轮廓。特别的是,费米面会发生双层能带劈裂,劈裂为成键态和反键态两支,两支费米弧在欠掺杂区域重迭在节点附近,并且均随掺杂浓度的增加而逐渐向反节点区域延伸,在过掺杂区域费米面的双层劈裂效应变显着,越远离节点两支费米面分离越明显。文章结果与角分辨光电子谱的实验结果定性一致。(本文来源于《湖南科技学院学报》期刊2016年05期)

贾艳丽,杨桦,袁洁,于和善,冯中沛[10](2015)在《浅析电子型掺杂铜氧化物超导体的退火过程》一文中研究指出铜氧化物高温超导体的发现,打破了基于电声子相互作用BCS理论所预言的超导转变温度极限,掀开了高温超导材料探索和高温超导机理研究的序幕.根据掺杂类型的不同,铜氧化物超导材料可以分为空穴型掺杂和电子型掺杂两类.受限于样品,对电子型掺杂铜氧化物的研究工作远少于空穴型掺杂体系.本文简要回顾有关电子型掺杂铜氧化物超导体近期研究成果,通过对比电子型掺杂和空穴型掺杂铜氧化物的相图来阐明电子型掺杂铜氧化物的研究对探索高温超导机理的必要性,并特别针对电子型掺杂样品制备中的关键因素"退火过程"展开讨论.结合课题组最新实验结果和相关实验报道我们发现电子型掺杂铜氧化物超导体在制备过程中除受到温度和氧分压的影响外,退火效果还受到界面应力的强烈调制.在综合考虑样品生长过程中温度、气氛及应力等多种因素的基础上,探讨了"保护退火"方法导致电子型体系化学掺杂相图变化的起因.(本文来源于《物理学报》期刊2015年21期)

氧化物超导体论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

自发现30多年来,铜氧化物的高温超导机理仍未得到解释。传统超导电性起源于电子–声子相互作用形成的电子配对,研究传统超导体中的多体相互作用为BCS理论提供了有力的证据。目前已证实铜氧化物高温超导体中存在着电子配对,但是引起配对的机制仍不清楚。因此,对铜氧化物高温超导体中的多体相互作用研究是揭示高温超导机理的关键。角分辨光电子能谱是研究固体电子结构最直接的技术手段,随着其分辨率的不断提升,在研究高温超导体的多体相互作用中日益发挥重要的作用。近年来兴起的时间分辨角分辨光电子能谱在常规角分辨光电子能谱的基础上增加了独特的时间维度,从而成为研究多体相互作用动力学的有力手段。本文详细地介绍了我们利用超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱在铜氧化物超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)中多体相互作用的研究,包括在节点区域、反节点区域扭折的研究,多体相互作用的动量依赖关系,配对电子自能的提取以及库珀对在激光泵浦下的受激辐射现象。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

氧化物超导体论文参考文献

[1].艾平.角分辨光电子能谱技术发展及对铜氧化物高温超导体研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2019

[2].周超成,张文涛.铜氧化物超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)多体相互作用的超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱研究[J].物理学进展.2018

[3].刘述春,赵怀松,徐胜,袁峰.铜氧化物超导体中欠掺杂到过掺杂区域的费米速度和能隙速度的研究(英文)[J].青岛大学学报(自然科学版).2018

[4].孙璇.角分辨光电子能谱对两种高温铜氧化物超导体的研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2017

[5].阮威,王亚愚.铜氧化物高温超导体中的电子有序态[J].物理.2017

[6].任伟康.铜氧化物超导体准粒子散射相干现象的理论研究[D].青岛大学.2017

[7].段磊,赵建发,靳常青.层状铜氧化物高温超导体CuBa_2Ca_2Cu_3O_(8+x)的高压制备和物性研究[C].中国晶体学会第六届学术年会暨会员代表大会(极端条件晶体材料分会)论文摘要集.2016

[8].任伟康,杨双生,王淑华,赵怀松,袁峰.空穴掺杂的铜氧化物高温超导体中准粒子散射相干现象的研究[J].青岛大学学报(自然科学版).2016

[9].蓝郁,夏立新.双层铜氧化物超导体的费米面随掺杂浓度的演化[J].湖南科技学院学报.2016

[10].贾艳丽,杨桦,袁洁,于和善,冯中沛.浅析电子型掺杂铜氧化物超导体的退火过程[J].物理学报.2015

论文知识图

镧系氧化物超导材料-图2 (La1-xBax)2CuO4晶...镧系氧化物超导材料-图1 La2-xMxCuO4 (M=B...利用比热手段证明氧化物超导体正...不同氧化物超导体的Tc随着压力...1.12:角分辨光电宁能谱对铜氧化氧化物超导体中的准粒子能隙Δ...

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