一、超导体具有超结构（论文文献综述）
高强[1]（2020）在《Bi2212电子结物及能隙的角分辨光电子能谱研究》文中进行了进一步梳理铜氧化物高温超导体具有奇异的正常态性质和非常规超导电性,一直是凝聚态物理研究的一个重要领域。经过三十多年的努力,高温超导机理仍然没有形成共识。角分辨光电子能谱技术（ARPES）是研究材料在动量空间中电子结构的直接和有力的工具,在铜氧化物高温超导体研究中发挥着重要作用。本论文通过运用高分辨角分辨光电子能谱技术,研究了铜氧化物高温超导体Bi2Sr2Ca Cu2O8+（Bi2212）中电子结构随掺杂的演变,能带杂化和超导能隙等重要问题。论文主要内容如下:1. 简要介绍了超导体的发展历史、性质及应用,并对铜氧化物高温超导体的晶体结构、电子结构和相图做了综述,总结了角分辨光电子能谱在研究Bi2212体系中的主要结果和最新进展。2. 详细介绍了角分辨光电子能谱的原理和技术发展,并对我们组研制的多套激光角分辨光电子能谱系统做简要介绍。重点介绍了我博士期间负责维护及升级改造的飞行时间角分辨光电子能谱系统,讨论了其构造、工作原理、维护及优缺点。3. 通过退火的方法制备了系列掺杂浓度的高质量Bi2212单晶,覆盖了从欠掺不超导到过掺超导温度为65 K的掺杂范围。（1）.通过对纯Bi2212在高压氧气的氛围下退火,得到从最佳掺杂～90K到过掺杂～65 K的系列过掺杂样品。（2）.通过对纯Bi2212在真空条件下退火,得到从最佳掺杂～90K到欠掺杂～61 K的系列欠掺杂样品。（3）.通过对Bi2Sr2Ca1-DyCu2O8+（Dy-Bi2212）单晶退火处理,制备了从欠掺杂～50 K到极度欠掺不超导的系列样品。4. 运用高分辨激光ARPES对Bi2212中费米面和能带结构的精细测量,发现主费米面和超结构费米面发生选择性杂化。在布里渊区中第二象限,发现在一支主费米面与一支超结构费米面交叠的区域,产生了四支能带。这种现象,存在于不同掺杂浓度（欠掺、最佳掺杂和过掺）的Bi2212样品中,并且在正常态和超导态都存在。对Bi2Sr2Cu O6+（Bi2201）进行了类似的测量,但没有发现类似的现象,表明这是Bi2212体系特有的性质,排除了和自旋相关的可能性。Bi2212中这种独特的能带杂化现象通过考虑以下三点能够得到很好的解释:（1）.Bi2212中存在双层劈裂费米面,从而具有成键bonding和反键antibonding两套费米面;（2）.能带杂化具有选择性,只有不同的能带之间才可以杂化,即antibonding主费米面只能和bonding超结构费米面发生杂化,同样地,bonding主费米面只能和antibonding超结构费米面发生杂化.但antibonding主费米面和antibonding超结构费米面,以及bonding主费米面和bonding超结构费米面不发生杂化;（3）.杂化后的能带由于轨道特性发生改变,具有不同的光电子能谱矩阵元效应。费米面选择性杂化的发现,为证明超结构能带是来源于Cu O2层的本征能带提供了最直接和有力的证据。这些结果表明,Bi2212中观察到的主费米面、超结构费米面以及它们之间的相互作用,都是来自于Cu O2的本征的电子结构,在研究Bi2212的物理性质时应该考虑这样完整的费米面拓扑结构。5. 通过激光ARPES对Bi2212超导态中能带杂化的研究及其对超导能隙的影响,发现了超导产生的Bogoliubov能带与原始能带的强烈杂化,以及在主费米面和超结构费米面杂化区域超导能隙呈现的异常动量依赖关系。主要实验结果包括:（1）.在超导态,发现Bogoliubov能带和原始的能带交叠,发生强烈的杂化。这个现象在正常态没有观察到;（2）.在主费米面和超结构费米面杂化区域,重构费米面上的超导能隙随动量的变化,在杂化区域显着偏离标准的(9波形式,并产生极小值（小于2 me V）,在远离杂化区域后,能隙的动量依赖关系才逐渐恢复(9波形式。通过理论分析和计算模拟,主费米面和超结构费米面的选择杂化、超导态Bogoliubov能带与原始能带在交叠时的强烈杂化,以及在主费米面和超结构费米面交叠区域超导能隙呈现的异常动量依赖关系,都可以用一个普适的理论得到解释。我们发现,两个杂化能带或费米面具有符号相反的超导能隙,是产生这些现象的主要原因。这项工作,首次实现了通过ARPES探测到超导能隙的相位信息,为研究具有多能带和多费米面超导体的超导能隙对称性提供了新的思路。6. 通过在ARPES实验中对样品原位退火以及在表面沉积碱金属,实现对Bi2212掺杂浓度的原位调控,首次观察到了Bi2212电子结构随掺杂从母体Mott绝缘体到超导体的演变。（1）.对最佳掺杂Bi2212通过臭氧退火处理,可以增加空穴,研究其在过掺区域电子结构随掺杂的演变。通过真空退火,可以减少样品中的氧含量,减少空穴,研究其在欠掺区域电子结构随掺杂的演变。通过测量反节点区域能隙内谱重随温度的连续变化,实现对样品的原位标定。从而实现在同一块样品表面,在类似的实验条件下,研究了Bi2212的费米面、超导能隙及能带扭折随着载流子浓度的演化。（2）.通过在ARPES实验中对欠掺杂～25K Dy-Bi2212样品表面原位蒸Rb,实现对其掺杂浓度的连续调控,达到接近零掺杂Mott绝缘体母体区域。第一次在这样的一个极端欠掺区域,详细研究了Bi2212费米面、能带结构及化学势随掺杂的演变。结果表明,对于零掺杂的母体,其化学势位于charge transfer band（CTB）之上1 e V左右;引入空穴后,化学势连续降低,能带结构呈现出类似刚性移动的特点;当化学势降到CTB时,节点方向费米能附近的谱重增加,产生准粒子峰,超导开始出现。这些结果在动量空间,详细展现了Bi2212在零掺杂附近电子结构从Mott绝缘体到超导体的演变过程,为理解绝缘体-超导体转变和相关的理论研究提供了重要的信息。
刘志龙[2]（2016）在《单晶表面上超薄量子二维材料的制备与表征》文中研究表明超薄量子二维材料具备许多宏观体材料中没有的新颖特性,人们在二维单层石墨烯材料中发现了狄拉克费米子,在类石墨烯材料“硅烯”中发现与石墨烯类似的性质,以及在二维超导体中发现了非平庸的高超导转变温度,这些超薄二维材料具有十分优异的物理性质、超高的导电性和导热性,或者无能量耗散的电传导,这在半导体行业以及量子器件等方面有着广泛的应用前景。在本论文中,我们利用分子束外延技术（MBE）成功在Ag（111）衬底上制备出高质量的二维单层硅烯薄膜以及在SrTi03（001）衬底上制备出单层FeSe薄膜,并通过扫描隧道显微镜（STM）研究了这两种二维材料的形貌、原子与电子结构。本论文主要研究成果如下:（1）在Ag（111）上的硅烯薄膜呈现多种超结构相,这些复杂的超结构相困扰研究者们多年。通过极低温STM,对多相共存的硅烯超结构做了细致的观察,发现（4×4）和（（?）×（?））这两种超结构中,总共有五种不同原子排列的硅烯超结构相,分别命名为（4×4）-α、（4×4）-β、（（?）×（?））-α、（（?）×（?））-β和（（?）×（?））-γ。其中（4×4）-β和（（?）×（?））-Y对应于之前理论预言的两种亚稳态结构,（（?）×（?））-β没有长程有序的翘曲结构,这三种超结构都是在实验中首次被观测到。同时以高分辨的原子相为依据,确定了（（?）×（?））-α,（（?）×（?））-β超结构的真实原子结构排列,在多种理论计算结构模型中确定了最合适的模型,从而解决了近年来该研究领域对硅烯结构认识中的许多分歧。发现硅烯（2（?）× 2（?））超结构是一种非平衡相,特别容易形成大量的缺陷,并且（2（?）× 2（?））超结构只能在局域范围内形成非常完整的结构,而无法形成长程有序态。此外,（2（?）× 2（?））超结构在生长时存在内扩散过程,硅原子会进入到Ag（111）的次表面,形成（2（?）× 2（?））超结构合金。（2）利用MBE技术,在SrTiO3（001）衬底上成功生长出高质量的单层FeSe薄膜。由于FeSe与SrTiO3（001）衬底的晶格失配,SrTiO3（001）衬底上生长的单层FeSe薄膜上存在许多的带状畴界。通过低温STM研究,发现在样品退火的过程中,超导电性首先出现在带状畴界上,随着退火时间的增加,哑铃状缺陷的密度在不断变小,并且随着退火时间增加,多余的Se原子导致的哑铃状缺陷的密度不断变小,FeSe薄膜的超导区域不断变大,畴界上超导能隙的相干峰比畴上的更强。通过大范围STS的研究,发现畴界上有电子掺杂作用,这有可能是畴界上超导增强的原因之一。通过哑铃状缺陷和畴界的高分辨原子图像,对畴界和哑铃结构进行了详细研究,建立哑铃状缺陷的圆球结构模型和“之”字形的畴界结构模型,更清晰地理解哑铃和畴界。另外通过对畴界区域晶格的精细研究,发现畴界区域的晶格被压缩1.5%左右,这很有可能如同外界压力导致的晶格压缩一样,对超导电性有增强作用,导致FeSe薄膜在退火过程中超导电性首先出现在畴界区域,并且畴界上超导能隙的相干峰比畴上的更强。这些实验结果有力地证明了畴界在单层FeSe薄膜超导电性增强上以及起源上有着非常重要的作用,同时为理解单层FeSe/SrTiO3（001）薄膜的超导机理提供了一个重要的实验补充。
刘静[3]（2019）在《Bi2212超结构能带杂化及配对机理ARPES研究》文中研究指明铜氧化物高温超导体表现出奇特的正常态物理性质和超导特性,对现有的凝聚态物理理论提出了挑战,为建立新的多体量子理论和超导理论提供了机会。对铜氧化物电子结构的深入研究,是理解其奇异正常态和超导机理的前提和基础。本论文采用高分辨角分辨光电子能谱技术,研究了铜氧化物高温超导体Bi2xPbxSr2CaCu208+δ（Pb-Bi2212）的电子结构。论文主要包括以下几个部分:1.简要介绍了超导材料和超导物理的研究背景,重点介绍了铜氧化物高温超导体的研究进展,详细总结和讨论了角分辨光电子能谱对Bi2212单晶的能隙、赝能隙、多体相互作用等的研究状况。2.角分辨光电子能谱原理、实验技术和真空紫外激光角分辨光电子能谱设备。介绍了角分辨光电子能谱原理和相关理论,以及角分辨光电子能谱系统的构成。重点介绍了所在实验室的真空紫外激光角分辨光电子能谱仪,包括基于飞行时间能量分析器的角分辨光电子能谱仪、自旋分辨角分辨光电子能谱仪、大动量极低温深紫外激光角分辨光电子能谱仪,以及世界上一些其它角分辨光电子能谱仪。3.高质量系列掺Pb的Bi2212单晶的生长和表征。利用移行溶剂浮区法成功生长出不同Pb含量的Bi2xPbxSr2CaCu208+δ高质量单晶（x=0～0.8）,对生长出的多种组分的单晶进行了成分、晶体结构、超导性质的表征,为后续研究提供了材料基础。4.利用高分辨角分辨光电子能谱和透射电子显微镜,系统全面地研究了Bi2212中电子结构和超结构随Pb含量的演变,为超结构的本征起源提供了重要证据。角分辨光电子能谱对Pb-Bi2212的超结构测量发现,沿着Γ-Y方向的超结构波矢Q的大小随着Pb含量的增加而减小,超结构能带的强度随着Pb含量的增加而减弱,在x～0.80时超结构接近彻底消失。这些结果和透射电子显微镜对超结构直接测量的结果一致。实验发现,超结构能带相对于主能带的强度依赖于光子能量,在10.897 eV激光下,超结构强度甚至高于主能带强度。该结果表明,超结构能带是来自于Cu02面的本征能带,而不是Cu02面的光电子经过BiO面被衍射的结果。Bi2212掺Pb能够抑制超结构,在掺Pb含量为0.8时超结构几乎完全消失,这样组分的高质量单晶样品的获得,为一些严苛的角分辨光电子能谱实验的开展奠定了基础。5.首次发现超结构与主能带在超导态发生Bogliubov杂化。利用飞行时间角分辨光电子能谱仪具有二维动量探测的优势,第一次发现Bi2212的主能带和超结构能带,在动量空间正常态相交的区域,在超导态发生Bogliubov杂化。理论模拟表明,Bogliubov杂化与两个能带的能隙大小不同有关,可能会对超导电性有一定的影响。这一现象的发现,对超结构能带的起源提供了决定性的证据,证明它是来源于CuO2面的本征能带,而不是由于非公度调制结构的衍射产生的。6.利用角分辨光电子能谱结合Eliashberg方程探索解析铜氧化物高温超导体配对相互作用谱函数的新途径。BCS理论指出,在传统超导体中,声子作为媒介引起电子配对,从Pb的隧道谱实验谱中解析出配对Eliashberg函数,对最终从实验上验证BCS超导理论起到决定性作用。对于具有d-波超导能隙的铜氧化物高温超导体,配对Eliashberg函数的解析对理解其高温超导机理具有重要作用。利用最新研制的飞行时间角分辨光电子能谱仪的高分辨、信号高保真的优势,我们提出了解析配对相互作用谱函数的新的方案。通过对最佳掺杂Bi2Sr2CaCu208+δ进行不同温度的测量,我们发现在能隙以外表现出精细结构,并且这些结构对温度和动量都有一定的依赖关系。结合新的方案和数据处理程序,我们提取出了正常自能和配对自能,为进一步的深入研究和理解超导机理奠定了基础。
赵林,刘国东,周兴江[4]（2021）在《高温超导体电子结构和超导机理的角分辨光电子能谱研究》文中进行了进一步梳理超导是一种奇异的宏观量子现象. 100多年来,已发现的超导体主要分为两类:以金属或者合金为代表的常规超导体以及以铜氧化物和铁基高温超导体为代表的非常规超导体.常规超导体的超导机理能被BCS超导理论完美解释,但高温超导体的超导机理至今仍未达成共识,已经成为凝聚态物理领域中长期争论且充满挑战的重大科学问题.从实验上揭示非常规超导材料的微观电子结构,是理解其奇异正常态和超导电性机理、建立新理论的前提和基础.角分辨光电子能谱技术,由于可以实现对材料中电子的能量、动量和自旋的直接测量,在高温超导研究中发挥了重要的作用.本文综述了我们利用角分辨光电子能谱技术在铜氧化物和铁基高温超导体电子结构和超导机理研究中取得的一些进展,主要包括母体的电子结构、正常态的非费米液体行为、超导态的能带和超导能隙结构以及多体相互作用等.这些结果为理解铜氧化物和铁基高温超导体的物性及超导机理提供了重要的信息.
孟凡保[5]（2020）在《过渡金属层状化合物块体和薄膜的生长与物性研究》文中提出过渡金属层状化合物无论是在科学研究还是在工业应用中一直都吸引了人们广泛的兴趣。由于其多种多样的化学组成和独特的二维结构特征,这类化合物表现出丰富的物理性质,比如超导电性,磁性和电荷密度波相变。特别是,层间有范德瓦尔斯力的过渡金属层状化合物还可以通过引入外来离子对结构和性质进行调控。而厚度可控的薄膜生长为这类材料的研究开启了一个新的维度,使人们能够研究这类材料的性质随维度的变化以及二维极限下的独特性质。在本论文中,我们通过自助溶剂法、化学气相输运法、电化学插层技术以及分子束外延薄膜生长技术合成了一系列高质量层状过渡金属层状化合物,并对它们的物理性质进行了研究。我们探索合成了一种新的具有反Pb〇型结构的过渡金属层状化合物Na4Cu3TaAs4单晶,它具有独特的（?）超结构。我们还利用电化学插层技术将有机离子四丁基溴化铵（TBA+）插入过渡金属二硒化物VSe2层间得到（TBA）0.3VSe2,使VSe2的电荷密度波（CDW）相变温度从1 10 K大幅提高到了 165 K并观察到了回滞和一种新的3a × 3a的超晶格,同时在插层后的（TBA）0.3VSe2中还观察到了过渡金属二硫族化合物中罕见的金属绝缘体转变。最后,我们还探索了利用分子束外延技术生长薄膜的工艺,并合成了一种新的在二维极限下具有亚铁磁性的Cr2Se3薄膜。本论文共分为四章:1.绪论本章我们首先简要介绍了具有反Pb〇型结构的过渡金属层状化合物的独特的结构和物理特性。然后对过渡金属二硫族化合物的结构和物理特性做了简要的介绍,其中对电荷密度波相变做了重点介绍。此外,我们还介绍了磁性薄膜的一些研究进展并对分子束外延生长薄膜的技术做了简要的介绍。2.一种新的过渡金属层状材料Na4Cu3TaAs4的结构和物性研究在本章工作中,我们合成了一种新的过渡金属层状砷化物Na4Cu3TaAs4,并研究了其结构和物理性质。这种材料采用I-42m（121）空间群,晶胞参数为a=5.9101（3）A,c=13.8867（12）A。这个材料的结构中包含两层Na,而Na夹在反氧化铅型（Cu/Ta）As层之间,类似于“111”型铁基超导体NaFeAs。过渡金属位由75%的Cu和25%的Ta占据,Ta形成了明确的（?）超结构。Cu和Ta分别为+1和+5价。角分辨光电子能谱测得的Na4Cu3TaAs4能带结构能够和DFT计算结果良好地吻合。角分辨光电子能谱和输运测量均表明该材料表现为金属行为,具有p型载流子。磁化率测量表明该材料表现为几乎不依赖温度的抗磁性。3.有机离子插层的VSe2中维度转变引起的金属绝缘体相变在本章工作中,我们通过电化学插层有机离子的方法合成了（TBA）0.3VSe2,并在其中观察到了金属绝缘体相变。在原始的VSe2单晶中,以前的研究揭示了VSe2在110 K发生三维的电荷密度波相变,相变后的基态仍保持金属性。在插层过有机离子后,电阻表现出的明显的各向异性,表明插层的（TBA）0.3VSe2具有高度二维的电子态,这与我们的密度泛函理论计算一致。有趣的是,这种维度转变将相变温度升高到了 165 K,并在（TBA）0.3VSe2中导致了绝缘基态。除此之外,还在（TBA）0.3VSe2中观察到了一种新的3a×3a周期性公度的超晶格。尽管密度泛函理论计算表明这种新的公度超晶格和电荷密度波相变温度的升高可能是由于费米面嵌套的增强引起到,但这种情况下金属绝缘体相变是否是由完美的费米面嵌套引起的仍然是很难理解的。4.分子束外延薄膜的工艺探索与单层Cr2Se3薄膜的生长与性质研究在本章的工作中,我们探索了分子束外延生长薄膜的工艺,并在高取向热解石墨（HOPG）上生长出了一种新的单层Cr2Se3薄膜。Cr2Se3几乎密铺在HOPG衬底上,为其潜在的应用提供了有利的条件。我们通过X射线衍射确定了其结构为NiAs型结构。并通过X射线光电子能谱确定了 Cr的价态为+3价。这种单层Cr2Se3薄膜在空气中比较稳定,有利于进行更多的研究和应用。我们进一步通过磁化率测量确定了单层Cr2Se3薄膜表现出转变温度为80 K的亚铁磁性,这与块体的Cr2Se3明显不同。
葛剑峰[6]（2016）在《基于STM的微区四探针的研制与界面超导电性的原位测量》文中认为晶体的表面和界面处由于自由度降低,会产生许多新奇的低维量子现象。测量固体表面或者薄膜材料的晶体结构、电子态结构和电输运性质不仅是研究材料物理性质的重要手段,也为器件开发指明了方向。材料的电导性质主要通过电输运测量来表征。传统的电输运测量过程中,样品经常不可避免地暴露于大气环境中。对于某些样品,这个过程可能会影响其表面物理性质而改变测量结果。相比之下,原位测量得到的电输运性质则更加可靠。原位测量,即在同一真空环境中进行样品制备和物理性质测量,避免了大气对于样品的影响,能够更加准确地反映样品的真实性质。另一方面,随着技术的发展,当今电子器件的尺寸逐年减小,其尺寸已经达到了微米甚至纳米级别。纳米尺度样品的电输运性质的表征要求测量空间范围也限定在微观尺度,即微区电输运测量。微区四探针技术,作为一种微区电输运测量方法,集成四根微米级间距探针于一体,非常适合于原位测量。微区四探针方法在发明之后,被应用于许多材料的表面态输运性质原位测量,以及超薄超导材料的电阻转变原位表征中。本文以扫描隧道显微镜（STM）为基础,改造了STM的扫描单元使其能够与微区四探针兼容,并且使STM原有功能保留不受影响。STM是测量表面原子排布和表面电子态结构的强大工具,而样品表面的晶体结构和电子态对于电输运性质会起决定性的作用。原位微区四探针电输运测量与STM相结合,能够原位地获得样品的表面形貌、电子态以及输运特性,准确地理解表面的物理性质,而商业STM配备的低温、强磁场、超高真空等环境也能够为原位电输运测量提供所需的实验环境。此外,我们开发了与原位四探针测量配套的电输运测量电路以及自动测量程序。原位四探针电输运测量电路的电阻分辨率达到100 n?,对铜氧化物高温超导体的测试表明,该系统具备测量超导体的零电阻转变的能力,所得临界温度与预期结果非常符合。我们成功搭建了世界上首台能够在低至0.4 K的低温和高至11 T的强磁场下具备原位分子束外延（MBE）生长、原位STM形貌及局域电子态表征,并且包含原位微区四探针电输运测量功能的实验系统。该实验系统体现了强大的表面物理研究能力,为系统性研究新奇低维材料提供了良好的实验设备。界面效应在实验中被发现可以诱导超导电性,甚至可以增强超导提高临界温度,并且在器件应用中有巨大的潜在价值。最近对钛酸锶（STO）衬底上的单层FeSe薄膜的研究发现了将近20 meV的超导能隙,意味着这个体系可能具有80 K以上的超导临界温度。本文利用自主开发的兼容STM的原位四探针电输运测量实验系统,在STO衬底上生长了单层FeSe薄膜,并且对其界面超导电性进行了原位测量,主要得到以下结果:（1）利用MBE方法在Nb掺杂的STO衬底上成功生长了高质量的单层FeSe薄膜。采用Se分子束蚀刻方法,对Nb掺杂的STO衬底进行了高温退火处理,并得到了台阶平整的衬底表面。通过RHEED对单层FeSe薄膜的MBE生长进行实时监控和分析发现,单层FeSe薄膜的生长模式为二维层状生长模式,与STM得到的不同覆盖率下的表面形貌体现的生长模式一致。Nb掺杂STO上生长的单层FeSe薄膜样品利用STM观察,呈现原子级平整的表面以及四重对称的四方晶格,晶格常数为3.8?和5.3?。此外,利用酸腐蚀方法处理绝缘STO衬底,并尝试在绝缘STO衬底上生长了单层FeSe薄膜,发现Sr截止面上的FeSe呈现出与Ti截止面上四方晶格不同的六角相,并且以三维生长方式堆积,使得四方相的FeSe薄膜无法连续地在台阶上生长。STO衬底上单层FeSe薄膜的生长和表面结构表征对于理解其电子结构、超导电性的起源以及电输运性质有非常重要的意义。（2）利用新开发的原位四探针电输运测量系统,成功地探测到了Nb掺杂STO衬底上单层FeSe薄膜的零电阻态,并且一直维持到109 K。临界电流随着温度的变化关系符合Ginzburg-Landau（G-L）理论模型,并且给出了相符的超导临界温度。为了验证外磁场能够抑制超导电性,不同磁场下Nb掺杂STO衬底上单层FeSe薄膜的电输运性质的测量发现,临界电流和临界温度都随着外磁场的增大而减小。恒定温度的磁场变化实验观测到了临界磁场的存在,并且估计了上临界磁场约为116 T,对应的G-L相干长度为1.7 nm。此外,我们还利用扫描隧道谱测量了Nb掺杂STO衬底上单层FeSe薄膜的超导能隙。结合本文相关的后续研究,单层FeSe/STO体系的超导电性起源很可能是界面增强的电声耦合效应。我们的发现不仅为研究高温超导物理原理提供了最简单的结构平台,同时也说明了界面增强效应是寻找更高临界温度超导体的一种有效途径。
仲勇[7]（2018）在《铜氧化物高温超导体中铜氧面的制备与性质研究》文中研究指明寻找和构建具有奇特物性的量子材料是当前凝聚态物理领域的核心问题之一。铜氧化物高温超导体作为目前常压下超导转变温度最高的材料,是研究强关联物理和非常规超导电性微观机理的理想体系。在本论文中,我们利用分子束外延技术（MBE）成功制备了组成铜氧化物高温超导体最重要的超导层-铜氧面（CuO2）超薄膜,并利用原位低温扫描隧道显微镜（STM）对其原子结构和电子结构进行了表征。论文取得的主要研究成果如下。以超高真空中解理的Bi2Sr2CaCu2O8+δ（Bi-2212）单晶作为衬底,我们首次成功制备了原子级平整的单层CuO2薄膜,并对其电子结构和超导特性进行了扫描隧道谱的研究。我们发现,在单层CuO2薄膜上,存在两种类型的低能准粒子激发,即关于费米能级对称的U型能隙和V型能隙。通过变温实验研究,我们揭示V型能隙来源于衬底的赝能隙,而U型能隙对应于超导能隙。通过研究它们对非磁性杂质的响应,我们证明CuO2薄膜的超导能隙具有s波的配对对称性;Bi-2212表面的赝能隙随碱金属吸附的增加单调增加,证明赝能隙来源于BiO面,与超导没有直接的关系。在此基础上,我们提出了基于调制掺杂的电荷转移模型,并用它解释了铜氧化物的复杂相图,这包括超导转变温度随掺杂浓度的变化关系、正常态的奇异金属行为和电子-空穴掺杂的不对称性等等。该模型为寻找高温超导体提供了新的指南。相比于被广泛研究的空穴型铜氧化物超导体,电子型铜氧化物由于制备困难和难以真空解离等特点,目前鲜有深入的研究。无限层的SrCuO2由于结构简单,终止面为超导的CuO2层,是研究铜氧化物高温超导电性微观机理的理想材料之一。利用MBE技术,我们在Nb掺杂的SrTiO3（001）衬底上制备了高质量的铜氧化物母体SrCuO2,对其表面原子结构进行了原位的STM表征。我们发现,CuO2极化表面上氧原子通过周期性的扭曲补偿极化灾难,从而导致了2?2的表面重构,而相应的晶格对称性也由C4变为C2。随着高温退火导致的氧空位缺失,我们还观测到了非公度的一维条纹相结构。进一步通过改变生长温度,我们还可以获得斜方的SrCuO2,该结构具有一维特性,存在自旋-电荷分离的物理特性。
侯兴元[8]（2017）在《过渡金属氧硫族元素化合物的扫描隧道谱研究》文中研究指明尽管高温超导体已经发现三十余年,但是对于非常规超导体相图的理解仍然是一个未解之谜。超导态与多种有序态共存是非常规超导体中普遍存在的现象,例如反铁磁有序、电荷密度波、自旋密度波、电子向列相、电子棋盘相以及条纹相等等,有些有序态有可能在超导配对中发挥了重要作用甚至直接参与配对。因此,理解多种有序态的微观共存机制有助于理解超导配对机制。电荷密度波与超导共存的过渡金属二硫族元素化合物是一种近似的模型系统,可以提供很好的参照作用,为解决高温超导机制问题提供重要的参考。本文的主要内容是利用扫描隧道显微镜/显微谱从微观尺度上对2H-NbSe2中的超导与电荷密度波的关系进行研究。作为一种常规超导体,2H-NbSe2中存在着电荷密度波（CDW）与超导态的微观共存,为理解非常规超导体系中超导态与其他有序态的共存提供了一个绝佳的切入点。用同价态的Ta原位替代Nb后,从电阻曲线上定出的CDW转变温度缓慢下降的同时,超导转变温度逐渐缓慢上升,二者表现出一定的竞争性。CDW消失后,超导转变温度也迅速下降,对样品的剩余电阻比非常敏感。尽管电阻曲线上CDW特征已经消失,STM形貌测量表明体系中仍然存在局域的CDW畴,也即CDW的长程有序被破坏,只剩下局域的短程序。随着进一步掺杂,当体系的关联长度与超导相干长度ζ可以比拟后,系超导转变温度迅速下降。另外在电阻曲线上CDW特征消失之前,2H-TaxNb1-xSe2进入CDW态后表现出较大的线性磁阻,而且满足科勒定则;而电阻曲线上CDW特征消失之后,2H-TaxNb1-xSe2磁阻不再满足线性关系,而且也不再满足科勒定则,因此线性磁阻与科勒定则与CDW长程序有关,通过高压直接压制CDW后大磁阻现象消失,超导转变温度上升。通过隧道谱测量到的超导能隙在CDW变弱后明显增大,当体系向"脏"极限转变后,超导能隙逐渐减小。综合这些实验现象,我们认为2H-NbSe2中的电荷密度波与超导存在多种形式的竞争。2H-（Nb,Ta）Se2体系的隧道谱低能区域存在一些精细结构特征,我们发现这些精细结构的能量与理论计算的声子态密度极大值对应的能量、以及ARPES测量到的声子自能修正处的能量是一致的。经过仔细分析,我们认为这些精细结构的特征符合非弹性电子隧穿过程的特征。一直以来,大家错误地认为2H-NbSe2隧道谱上±35mV处的拐点是CDW能隙,最近J.Hoffman小组认为它是在非弹性隧穿背景上由声子自能修正导致的特征,但是对更加低能的精细特征认识存在误区,因此我们的认识修正了长久以来大家对隧道谱特征认识的不足。另外空间精细分辨的隧道谱表明这些电声子参与的非弹性隧穿强度受到实空间CDW的调制,给出了从微观尺度对CDW进行研究的新思路。在2H-NbSe2样品表面晶格畸变比较严重的区域,我们观测到一种新的条纹相CDW与常见的3×3 CDW微观共存,这与之前相同体系中报道的三度CDW与另一种条纹相CDW分畴的情况并不一致。这种新的条纹相CDW对电子态的影响主要在能量比较高的区域,对费米面附近的低能电子几乎没有影响。新的条纹相CDW特殊的波矢对费米面附近的嵌套机制提出了疑问,加深了我们对2H-NbSe2体系中CDW的认识,从而对CDW新的产生机制产生一些启发,对于在这种新的CDW的形成中电声子耦合相互作用扮演的角色还需要进一步的理论分析。然后我们在2H-NbSe2表面通过针尖样品之间的相互作用成功诱导出了局域的1T相,观测到1T-NbSe2具有（?）×（?）周期的CDW,这种CDW产生后增强了电子之间的关联性。1T相大部分区域在费米面附近打开了受电子关联调控的超导能隙,因此用这种方法可以研究电子之间的关联性与超导的关系,有助于研究强关联体系超导配对机制。大范围移动扫描区域后,存在一些褶皱的样品表面出现了两种新的超结构,分别为三度的2×2相以及条纹相,两种相的边界在原子尺度上是连续的,从细节可以发现条纹相是在2×2相基础上进一步演化而来。两种新的超结构电子态与2H相电子态具有明显的差异,而且二者之间也明显不同,条纹相对电子态产生了周期性的调制。两种相都表现出了超导,超导能隙以及超导转变温度都低于2H相。我们发现台阶上下超导能隙有明显差异,而同一层不同超结构区域的能隙相差很小,尽管它们的电子态差异比较大。综合这些特征我们认为这两种超结构所表现出来的超导是由底层2H相NbSe2通过近邻效应诱导出来的,条纹相中周期性的电子态对近邻效应诱导出来的超导产生了相同周期的调制,这提供了研究电荷有序与超导之间关系的新平台。作为过渡金属二硫族化合物另一成员,WTe2首先因其在低温下表现出了巨大且无饱和趋势的磁阻吸引了大家的研究兴趣,而且通过高压压制巨大磁阻后体系呈现出超导特性,而后理论进一步指出它是一种新型的外尔半金属引起了大家的研究热潮。我们在不同剩余电阻率样品上测到相似的隧道谱,大多数特征与重整化后的理论计算态密度很好的吻合,可以与能带上特征结构对应起来。另外隧道谱上可以看出该体系费米面附近具有很低的电子态密度,磁场下的隧道谱与零场下几乎完全相同,说明高迁移率和低载流子是该体系除电子-空穴平衡之外巨大磁阻的必要条件。我们认为低能下WTe2的表面态对STM测量到的电子态有贡献,靠近费米面处-20mV的态密度特征很可能来自表面态的贡献。另外在应力区域的测量证明了 WTe2是一种极敏感易调控的半金属体系,也为研究压力作用下电子态密度响应提供了一种新的思路。在读博期间,还参与了仪器搭建方面的一些工作,主要包括氦3极低温扫描隧道显微镜和基于PPMS低温强磁场环境点接触谱仪的搭建工作。前者拓宽了我们的测量范围,将非常规超导电性的探索和研究推进到极低温下的微观尺度,具有比较重要的意义,后者提供了对超导样品便捷而又重要的标定手段。
宋艳鹏[9]（2020）在《几种层状化合物的结构调控及性质研究》文中认为具有层状结构的化合物因其丰富的物理性质和潜在的应用价值受到诸多领域的关注,层状化合物的基本结构单元可以大致分为电中性层和带电层两大类。对于电中性层沿某个晶体学方向堆垛而成的化合物,层间相互作用一般是较弱的范德华力,在结构调控时可以采用机械解离、离子插层和化学掺杂等方法,系统地调控层间距离、层数和层间相互作用,以期调控载流子浓度和物性;对于由电正性层和电负性层沿某个晶体学方向交替堆垛而成的化合物,其层间存在着较强的电荷吸引力或化学键,一般采取层内化学元素替代的方式来调控晶体结构、载流子浓度和物性。本论文针对几种具有不同层间作用力的化合物,分别采取了机械解离、离子插层和层内化学掺杂的方法,对它们晶体结构的变化和低温输运性质进行了系统的调控和综合的表征,结合第一性原理计算,揭示了层状化合物中结构和物性的内禀关系,获得了如下的创新性成果:1.我们采用机械剥离和原位电场栅压调控相结合的技术,在厚度为13nm的超薄SnSe2中实现了Li离子插层,诱导出半导体-金属-超导体的相变,获得了4.8K的超导相。在对SnSe2进行等价S替代后,发现超导临界温度随着硫掺杂量的变化呈现出dome形状的变化,其中SnSe1.8S0.2具有6.2K的最佳临界温度。低温霍尔电阻测试证明该方法可以将载流子浓度有效提高至2.58×1015cm-2。结合密度泛函理论计算,我们证明了Li离子插层后所形成的LiSnSe2是热力学稳定的,Li离子插层会导致样品金属化,声子软化和电声耦合增强。理论计算的超导临界温度为5-8K,表明该超导体为BCS型超导体,本工作为系统研究窄带隙半导体的金属化和超导转变提供了有效的实验手段。2.通过Te自助熔剂法合成了层状单晶IrTe2,电阻率测试表明IrTe2体相在～280K发生了电荷密度波相变（CDW）,在更低温时表现为金属行为。采用机械剥离的方法获得了IrTe2薄层样品,其中典型的厚度为100nm、40nm和20nm。低温输运测试发现薄层样品中的CDW相变消失,表现为Tc=3K的超导体。霍尔电阻测试证明样品的载流子浓度随厚度的减小而减小。低温拉曼测试表明薄层样品的CDW相变温度可能升高至室温以上,且伴随特征峰的集体蓝移。此现象不同于CDW与超导相互竞争的关系,随着样品厚度的减小,我们发现样品的CDW与超导同时增强。我们的工作为研究低维系统中凝聚和电子涨落所导致的复杂电子行为提供了重要的实验数据。3.对于ThCr2Si2型的层状化合物CsCo2S2,其晶体结构通过Cs+和[Co2S2]-层沿c轴堆垛而成,层间作用力较强,我们针对性地采取了层内化学元素掺杂的方式来调控其结构和物性。通过层内化学掺杂,我们制备了三个新型层状硫化物CsLiCoS2、CsAgCoS2和CsLiFeS2。结构解析表明CsLiCoS2与CsCo2S2同构,为Li+/Co2+混占位的四方相;CsAgCoS2和CsLiFeS2为正交相,表现为ThCr2Si2型的倍的超结构,我们推测这是由于单价的Ag+/Li+和二价的Co2+/Fe2+独立占据[AMS2]-层中的不等价位置所引起的。通过对比分析相关化合物的晶体结构,我们给出了无序-有序的相区分界,并推测离子半径和晶格失配的差异度是其内在原因。通过系统地低温物性表征,我们发现该方法对载流子浓度、电学和磁学性质产生了有效的调控作用,为进一步探索新型含过渡族金属元素的功能层状材料提供了新的思路。4.在层状化合物La2M5As3O2（M=Cu,Ni）中,通过Co元素替代的方法研究了结构和磁性的变化规律。通过晶体结构解析发现Cu5As3结构单元中的As1-As2共价键键长随Co掺杂量的增加出现临界变化,O-La-O键角随Co含量的增加逐渐减小,表明Co掺杂主要导致了c方向的形变。La2(M1-xCox)5As3O2系列化合物均表现为金属行为,在磁学性质方面,当Co掺杂浓度大于0.3时,La2(Cu1-xCox)5As3O2出现顺磁到铁磁的相变,然而La2(Ni1-xCox)5As3O2均表现为顺磁性。我们从结构细节和可能的过掺杂效应,详细讨论了结构演化和超导电性缺失的原因。
刘国东[10]（2004）在《高温超导体角分辨光电子能谱研究及新进展》文中指出本文较详细地评述了高温超导体角分辨光电子能谱研究的所有主要方面的成就及最新进展。所涉及的主题有:角分辨光电子能谱基础知识,费米面的角分辨光电子能谱研究,超导能隙及对称性研究,赝能隙问题的角分辨光电子能谱研究,高温超导体的角分辨光电子能谱谱线形分析,近节点区域准粒子的色散行为,双层能带劈裂。所涉及的材料不仅有最广泛研究的Bi2212,还包括Bi2201,Bi2223,La＿214,Y 123乃至电子型掺杂的超导体。所引用的文献特别注意了从新一代高能量、动量分辨的能量分析器得到的系统、深入的工作。
二、超导体具有超结构（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、超导体具有超结构（论文提纲范文）
（1）Bi2212电子结物及能隙的角分辨光电子能谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 超导简介 |
| 1.1.1 超导的发展历程 |
| 1.1.2 超导体的性质及应用 |
| 1.2 铜氧化物高温超导体简介 |
| 1.2.1 晶体结构 |
| 1.2.2 电子结构 |
| 1.2.3 相图 |
| 1.3 角分辨光电子能谱对Bi2212的研究 |
| 1.3.1 费米面 |
| 1.3.2 超导能隙与赝能隙 |
| 1.3.3 多体相互作用 |
| 第2章 角分辨光电子能谱原理及技术 |
| 2.1 角分辨光电子能谱的基本原理 |
| 2.1.1 动力学过程 |
| 2.1.2 单粒子谱函数 |
| 2.1.3 矩阵元效应 |
| 2.1.4 K_z |
| 2.2 深紫外激光角分辨光电子能谱技术发展 |
| 2.2.1 角分辨光电子能谱系统的构造 |
| 2.2.2 光子能量连续可调角分辨光电子能谱系统 |
| 2.2.3 自旋分辨角分辨光电子能谱系统 |
| 2.2.4 大动量极低温角分辨光电子能谱系统 |
| 2.3 飞行时间角分辨光电子能谱系统 |
| 2.3.1 ARTOF的构造及原理 |
| 2.3.2 ARTOF的性能 |
| 2.3.3 ARTOF的维护 |
| 第3章 系列掺杂浓度Bi2212单晶的退火处理 |
| 3.1 过掺杂Bi2212的退火处理 |
| 3.2 欠掺杂Bi2212的退火处理 |
| 3.3 极度欠掺杂Bi2212的退火处理 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 Bi2212中超结构费米面与主费米面之间的选择性杂化 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 样品制备及实验条件 |
| 4.3 超结构费米面与主费米面杂化 |
| 4.4 不同掺杂浓度以及变温研究 |
| 4.5 Bi2201中不存在杂化 |
| 4.6 Bi2212中杂化的选择性 |
| 4.7 杂化在Bi2212中的普遍性 |
| 4.8 讨论与总结 |
| 第5章 通过能带杂化探测d波超导能隙的能隙符号 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 Bogoliubov能带杂化 |
| 5.4 重构费米面上的超导能隙 |
| 5.5 理论模拟 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 ARPES中原位调控Bi2212 载流子浓度 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 臭氧与真空原位退火 |
| 6.2.1 费米面随退火的演化 |
| 6.2.2 Tc的原位标定 |
| 6.2.3 超导能隙 |
| 6.2.4 能带演化 |
| 6.3 原位蒸碱金属 |
| 6.3.1 等能面的演化 |
| 6.3.2 能带演化 |
| 6.3.3 化学势的移动 |
| 6.3.4 节点能隙 |
| 6.3.5 节点区域电子结构随掺杂演化图像 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 个人简历 |
| 致谢 |
（2）单晶表面上超薄量子二维材料的制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 低维材料简介 |
| 1.1.1 低维材料的特性 |
| 1.1.2 二维材料的制备 |
| 1.2 石墨烯及类石墨烯二维材料 |
| 1.2.1 石墨烯简介 |
| 1.2.2 类石墨烯材料硅烯简介 |
| 1.3 超导体与二维超导体 |
| 1.3.1 超导体材料的探索 |
| 1.3.2 二维超导体材料 |
| 1.4 后续章节内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验仪器和原理 |
| 2.1 超高真空(UHV)技术 |
| 2.1.1 真空的基本概念与分类 |
| 2.1.2 超高真空的获得与维护 |
| 2.2 低温与强磁场技术 |
| 2.3 扫描隧道显微镜 |
| 2.3.1 量子隧穿效应 |
| 2.3.2 扫描隧道显微镜系统 |
| 2.3.3 扫描隧道显微镜的工作模式 |
| 2.3.4 针尖的制备与处理 |
| 2.4 衬底和样品的制备与生长技术 |
| 2.5 本论文仪器系统 |
| 参考文献 |
| 第三章 Ag(111)衬底上单层硅烯的结构与性质 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.1.1 硅烯的获取 |
| 3.1.2 Ag(111)表面上硅烯的超结构研究 |
| 3.2 Ag(111)单晶表面硅烯的生长 |
| 3.2.1 Ag(111)单晶衬底的处理 |
| 3.2.2 硅烯生长条件的探索 |
| 3.3 (4×4)超结构的研究和亚稳态(4×4)超结构的发现 |
| 3.4 ((?)×(?))超结构的研究和亚稳态结构的发现 |
| 3.5 (2(?)×2(?))超结构的研究 |
| 3.6 多层硅烯((?)×(?))的结构和准粒子干涉研究 |
| 3.7 Ag(111)上各类硅烯超结构的STS研究 |
| 3.7.1 硅烯大范围能谱的研究 |
| 3.7.2 硅烯朗道能级的探测 |
| 3.7.3 硅烯超导电性的探测 |
| 3.8 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第四章 SrTiO_3(001)衬底上单层FeSe薄膜的超导电性 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.1.1 FeSe体材料超导研究 |
| 4.1.2 畴界在超导体中的作用 |
| 4.2 单层FeSe/SrTiO_3(001)薄膜的制备 |
| 4.2.1 SrTiO_3(001)衬底的处理 |
| 4.2.2 单层FeSe薄膜的生长 |
| 4.3 单层FeSe/SrTiO_3(001)薄膜的超导研究 |
| 4.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 全文总结 |
| 符号与标记 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 致谢 |
（3）Bi2212超结构能带杂化及配对机理ARPES研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 超导体的发展历程 |
| 1.2 铜氧化物高温超导体简介 |
| 1.2.1 晶体结构 |
| 1.2.2 相图 |
| 1.2.3 电子结构 |
| 1.3 角分辨光电子能谱对Bi2212单晶的研究 |
| 1.3.1 角分辨光电子能谱对费米面的研究 |
| 1.3.2 角分辨光电子能谱对能隙和赝能隙的研究 |
| 1.3.3 角分辨光电子能谱对多体相互作用的研究 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 激光角分辨光电子能谱原理及技术 |
| 2.1 角分辨光电子能谱的原理 |
| 2.1.1 光电效应及光电子发射动力学 |
| 2.1.2 三步模型和突发近似 |
| 2.1.3 单粒子谱函数 |
| 2.2 角分辨光电子能谱系统的发展 |
| 2.2.1 光子能量连续可调角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.2 自旋角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.3 极低温大动量角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.4 时间角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.5 空间角分辨光电子能谱仪 |
| 2.3 飞行时间角分辨光电子能谱系统 |
| 2.3.1 光源 |
| 2.3.2 样品传输及超高真空μ金属测量腔体 |
| 2.3.3 低温样品台 |
| 2.3.4 飞行时间能量分析器 |
| 2.3.5 ARToF性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 高质量Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_2O_(8+δ)单晶的生长及物性表征 |
| 3.1 移行溶剂浮区法原理及单晶生长 |
| 3.1.1 移行溶剂浮区法原理 |
| 3.1.2 单晶生长 |
| 3.2 Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_2O_(8+δ)物性测量及表征 |
| 3.2.1 ICP成分分析 |
| 3.2.2 X射线衍射以及劳埃测量 |
| 3.2.3 MPMS以及PPMS测量 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 Bi2212超结构随Pb掺杂演化的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高分辨透射电镜对系列掺Pb的Bi2212的测量 |
| 4.3 角分辨光电子能谱对系列掺杂的Bi2212沿Γ-Y方向超结构的研究 |
| 4.3.1 超结构随着Pb含量的增加而逐渐演化 |
| 4.3.2 超结构能带是主能带的复制能带 |
| 4.3.3 Pb的替代对主能带电子结构的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 角分辨光电子能谱对Bi2212超结构与主能带杂化的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超结构能带与主能带的杂化 |
| 5.3 超结构与主能带Bogliubov杂化的动量依赖关系 |
| 5.4 超结构与主能带Bogliubov杂化的温度依赖关系 |
| 5.5 超结构与主能带Bogliubov杂化的理论模拟 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 角分辨光电子能谱对Bi2212超导配对自能的解析 |
| 6.1 传统超导体的BCS理论实验验证 |
| 6.2 角分辨光电子能谱的格林函数方法描述 |
| 6.3 获得正常自能和配对自能的两种程序 |
| 6.4 从实验数据中定量提取正常自能和配对自能 |
| 6.4.1 正常态正常自能 |
| 6.4.2 超导态正常自能和配对自能 |
| 6.5 配对相互作用讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
（5）过渡金属层状化合物块体和薄膜的生长与物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 反PbO型过渡金属层状化合物的结构与物性 |
| 1.1.1 反PbO型过渡金属层状化合物的结构 |
| 1.1.2 反PbO型过渡金属层状化合物的变体结构 |
| 1.1.3 反PbO型过渡金属层状化合物的物性 |
| 1.2 过渡金属二硫族化物结构与物性 |
| 1.2.1 过渡金属二硫化物的晶体结构 |
| 1.2.2 过渡金属二硫化物的物性 |
| 1.2.3 过渡金属二硫化物的电荷密度波调制 |
| 1.2.4 1T相VSe_2的电荷密度波相变的相关研究 |
| 1.3 磁性过渡金属硫族化合物薄膜的生长与性质研究 |
| 1.3.1 多层磁性过渡金属硫族化合物薄膜的生长与性质研究 |
| 1.3.2 单层磁性过渡金属硫族化合物薄膜的生长与性质研究 |
| 1.4 分子束外延薄膜生长技术及其应用简介 |
| 1.4.1 分子束外延设备介绍 |
| 1.4.2 薄膜的生长原理 |
| 1.4.3 分子束外延薄膜生长技术的应用 |
| 参考文献 |
| 第2章 一种新的过渡金属层状材料Na_4Cu_3TaAs_4的结构和物理性质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验细节 |
| 2.3 实验结果及讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 有机离子插层的VSe_2中维度转变引起的金属绝缘体相变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验细节 |
| 3.3 实验结果及讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 分子束外延薄膜生长的工艺探索与单层Cr_2Se_3薄膜的生长与性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分子束外延生长薄膜的工艺探索 |
| 4.2.1 FeSe薄膜的生长工艺探索 |
| 4.2.2 Bi_2Se_3薄膜的生长工艺探索 |
| 4.3 单层Cr_2Se_3薄膜的生长与性质研究 |
| 4.3.1 实验细节 |
| 4.3.2 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（6）基于STM的微区四探针的研制与界面超导电性的原位测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 原位微区四探针电输运测量 |
| 1.1.1 电输运测量 |
| 1.1.2 原位测量与微区电输运测量 |
| 1.1.3 原位微区四探针技术的发展 |
| 1.2 界面超导电性 |
| 1.2.1 超导电性 |
| 1.2.2 二维界面超导电性 |
| 1.2.3 超导电性的界面增强效应 |
| 1.2.4 单层FeSe薄膜的超导电性实验证据 |
| 1.3 本论文开展的主要工作 |
| 第二章 实验技术及原理 |
| 2.1 超高真空技术 |
| 2.2 分子束外延 |
| 2.3 低温和强磁场环境 |
| 2.4 扫描隧道显微镜和扫描隧道谱 |
| 2.4.1 基本工作原理 |
| 2.4.2 扫描隧道显微镜结构和各部分构造 |
| 2.5 四探针电输运测量原理 |
| 2.5.1 四探针测量方法原理 |
| 2.5.2 两种电输运测量组态 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 微区四探针原位电输运测量系统的开发 |
| 3.1 开发背景及原型STM |
| 3.1.1 原位测量 |
| 3.1.2 微区输运测量和微区四探针 |
| 3.1.3 微区四探针与STM相结合 |
| 3.1.4 原型STM |
| 3.2 微区四探针的兼容设计 |
| 3.3 电输运测量电路的开发 |
| 3.4 设备性能测试 |
| 3.4.1 低温环境测试 |
| 3.4.2 STM性能 |
| 3.4.3 电输运测量系统性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SrTiO_3基底上单层FeSe薄膜的生长 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 FeSe体材料 |
| 4.1.2 FeSe薄膜材料生长 |
| 4.1.3 单层FeSe薄膜生长 |
| 4.2 Nb掺杂SrTiO_3衬底上的单层FeSe薄膜生长 |
| 4.2.1 Nb掺杂SrTiO_3衬底处理 |
| 4.2.2 FeSe薄膜的生长及结构表征 |
| 4.3 未掺杂SrTiO_3衬底上的单层FeSe薄膜生长 |
| 4.3.1 未掺杂SrTiO_3衬底处理 |
| 4.3.2 FeSe薄膜的生长及结构表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 界面超导电性的原位测量 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.1.1 超导能隙测量的实验背景 |
| 5.1.2 非原位电输运实验背景 |
| 5.2 零电阻态的测量 |
| 5.2.1 零电阻态的出现 |
| 5.2.2 临界温度的测量 |
| 5.2.3 BKT相变的实验迹象 |
| 5.2.4 绝缘STO衬底上单层Fe Se薄膜的零电阻态测量 |
| 5.3 外磁场下超导电性的抑制 |
| 5.3.1 临界电流和转变温度在外磁场下的变化 |
| 5.3.2 上临界磁场的估算 |
| 5.4 超导能隙的测量 |
| 5.5 STO衬底上单层Fe Se薄膜的超导电性起源及后续相关研究的讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（7）铜氧化物高温超导体中铜氧面的制备与性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 常规超导体 |
| 1.2 铜氧化物高温超导体 |
| 1.2.1 晶体结构 |
| 1.2.2 高温超导体相图 |
| 1.2.3 母体相的研究 |
| 1.2.4 超导相的研究 |
| 1.2.5 奇异金属相的研究 |
| 1.2.6 赝能隙 |
| 1.3 论文的结构安排 |
| 第2章 实验仪器与原理 |
| 2.1 超高真空技术 |
| 2.2 分子束外延技术 |
| 2.3 氧化物分子束外延技术 |
| 2.4 扫描隧道显微镜 |
| 2.4.1 STM研究样品表面形貌 |
| 2.4.2 STM的基本构造 |
| 2.4.3 扫描隧道谱技术 |
| 2.5 低温技术 |
| 2.6 强磁场技术 |
| 第3章 单层CuO_2薄膜的生长及电子结构研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.1.1 Bi-2212 的基本知识 |
| 3.1.2 电子结构的不均匀性 |
| 3.1.3 杂质态 |
| 3.1.4准粒子干涉实验 |
| 3.1.5 两能隙模型 |
| 3.1.6 赝能隙和超导能隙的经验公式 |
| 3.1.7 Bi-2212 样品中CuO_2面的实验研究 |
| 3.2 单层CuO_2薄膜的制备 |
| 3.3 单层CuO_2薄膜的STM及 STS研究 |
| 3.3.1 单层CuO_2薄膜的形貌 |
| 3.3.2 单层CuO_2薄膜的电子结构 |
| 3.3.3 单层CuO_2薄膜的配对对称性 |
| 3.4 基于调制掺杂的电荷转移模型 |
| 3.5 CuO_2 薄膜的正常态 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电子型超导体的生长及电子结构研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 电子型超导体的晶体结构 |
| 4.1.2 电子型超导体的相图 |
| 4.1.3 电子型超导体的生长 |
| 4.1.4 电子型超导体的谱学研究 |
| 4.1.5 关于ILSr_(1-x)La_xCuO_2 的其他研究 |
| 4.2 SrCuO_2 薄膜的MBE生长 |
| 4.3 SrCuO_2 薄膜的原子结构研究 |
| 4.4 斜方相SrCuO_2的生长 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文 |
（8）过渡金属氧硫族元素化合物的扫描隧道谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 超导简介 |
| 1.1.1 常规超导体 |
| 1.1.2 非常规超导体 |
| 1.2 电荷密度波简介 |
| 1.2.1 Peierles机制 |
| 1.2.2 电声子相互作用的动力学基础 |
| 1.2.3 自旋密度波 |
| 1.3 小结及论文内容安排 |
| 第二章 扫描隧道显微镜的原理及应用 |
| 2.1 遂穿原理 |
| 2.2 低温强场扫描隧道显微镜基本结构 |
| 2.2.1 探头 |
| 2.2.2 电路系统 |
| 2.2.3 测量插杆 |
| 2.2.4 噪声隔离装置 |
| 2.2.5 低温强磁场和超高真空环境 |
| 2.3 测量 |
| 2.3.1 形貌 |
| 2.3.2 微分电导谱 |
| 2.3.3 FFT-STS |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 过渡金属二硫族化合物Ta_xNb_(1-x)Se_2中CDW与超导的竞争关系 |
| 3.1 研究背景介绍 |
| 3.2 输运性质 |
| 3.2.1 磁阻性质 |
| 3.2.2 高压输运性质 |
| 3.3 扫描隧道谱研究 |
| 3.3.1 不同掺杂样品的形貌特征 |
| 3.3.2 不同掺杂样品的超导能隙测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 2H-Ta_xNb_(1-x)Se_2中的非弹性电子隧穿现象 |
| 4.1 研究背景介绍 |
| 4.2 2H-NbSe_2体系中的非弹性电子隧穿 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 2H-NbSe_2中一种由应力导致的一维CDW相 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验数据 |
| 5.3 本章小节 |
| 第六章 针尖诱导的局域1T-NbSe_2中的电子关联与超导 |
| 6.1 研究背景介绍 |
| 6.2 实验内容 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 在2H-NbSe_2表面新的超结构上观测到的超导 |
| 7.1 研究背景介绍 |
| 7.2 实验内容 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 第二类外尔半金属WTe_2的扫描隧道谱研究 |
| 8.1 背景 |
| 8.2 实验部分 |
| 8.3 本章总结 |
| 第九章 氦3温区极低温扫描隧道显微镜的搭建 |
| 9.1 低温环境 |
| 9.2 STM探头 |
| 9.3 减震 |
| 9.4 针尖制备及处理 |
| 9.5 章节小结 |
| 第十章 点接触Andreev反射谱仪的搭建 |
| 10.1 差分螺旋点接触谱仪 |
| 10.2 Autocube点接触谱仪 |
| 10.3 本章小结 |
| 第十一章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 简历 |
| 致谢 |
（9）几种层状化合物的结构调控及性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 二维层状材料 |
| 1.1.1 二维硫属化物层状材料 |
| 1.1.1.1 主族金属硫属化物层状材料 |
| 1.1.1.2 过渡族金属硫属化合物层状材料 |
| 1.1.2 二维氮磷化物层状材料 |
| 1.2 二维单层层状材料 |
| 1.2.1 单层层状材料的制备方法 |
| 1.2.1.1 机械剥离法 |
| 1.2.1.2 液相剥离法 |
| 1.2.1.3 化学气相沉积法 |
| 1.2.1.4 分子束外延法 |
| 1.2.2 单层材料异质结的构建 |
| 1.3 铁基/钴基ThCr_2Si_2型层状材料 |
| 1.4 铜基高温超导层状材料 |
| 1.5 层状材料的调控方法 |
| 1.5.1 化学元素掺杂方法 |
| 1.5.2 压力原位调控方法 |
| 1.5.3 电场调控方法 |
| 1.5.3.1 传统场效应调控方法 |
| 1.5.3.2 离子液体电双层调控方法 |
| 1.5.3.3 固态离子导体调控方法 |
| 1.6 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 第2章 实验方法和原理 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 固相合成法 |
| 2.1.2 自助熔剂法 |
| 2.1.3 化学气相传输法 |
| 2.2 样品表征手段 |
| 2.2.1 微纳器件制备流程 |
| 2.2.2 原子力显微镜 |
| 2.2.3 拉曼光谱 |
| 2.2.4 PPMS综合物性测量系统 |
| 2.2.5 TKMS低温磁场测试系统 |
| 2.2.6 X射线衍射 |
| 2.2.7 Rietveld方法精修晶体结构 |
| 第3章 场效应栅压驱动Li插层1T-SnSe_2的超导电性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验细节 |
| 3.3 计算细节 |
| 3.4 SnSe_2与LiSnSe_2的物性 |
| 3.5 SnSe_2与LiSnSe_2的理论计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 IrTe_2薄层样品的电子相变与超导电性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 IrTe_2单晶的合成 |
| 4.3 IrTe_2薄层器件的制备 |
| 4.4 IrTe_2体相的晶体结构 |
| 4.5 IrTe_2体相与薄层样品的输运性质 |
| 4.6 IrTe_2体相与薄层样品的拉曼光谱 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 CsAMS_2(A= Li,Ag;M =Co,Fe)的合成、层内序与物性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CsAMS_2(A= Li,Ag;M =Co,Fe)的合成 |
| 5.3 计算细节 |
| 5.4 CsAMS_2(A= Li,Ag;M =Co,Fe)的晶体结构 |
| 5.5 CsAMS_2(A= Li,Ag;M =Co,Fe)的电学和磁学性质 |
| 5.6 CsAMS_2(A= Li,Ag;M =Co,Fe)的比热容性质 |
| 5.7 CsAMS_2(A= Li,Ag;M =Co,Fe)的电子结构 |
| 5.8 CsAMS_2(A= Li,Ag;M =Co,Fe)的结构演化与相区分界 |
| 5.9 CsAgCoS_2,RbAgCoS_2,KAgCoS_2 单晶的合成与物性 |
| 5.10 本章小结 |
| 第6章 Co掺杂层状化合物La_2M_5As_3O_2(M=Cu,Ni)的合成、结构与物性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 La_2(M_(1-x)Co_x)_5As_3O_2(M= Cu,Ni) (x=0.0-0.7)的合成 |
| 6.3 La_2(M_(1-x)Co_x)_5As_3O_2(M= Cu,Ni) (x=0.0-0.7)的晶体结构 |
| 6.4 La_2(M_(1-x)Co_x)_5As_3O_2(M= Cu,Ni) (x=0.0-0.7)的物性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）高温超导体角分辨光电子能谱研究及新进展（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 角分辨光电子能谱基础 |
| 1.1 角分辨光电子能谱的原理 |
| 1.2 角分辨光电子能谱仪器 |
| 1.3 ARPES的理论描述 |
| 1.4 高温超导体角分辨光电子能谱的几个基本方面 |
| 1.4.1 布里渊区高对称点的符号 |
| 1.4.2 HTSC的ARPES研究中四种常见谱图及意义 |
| 2 HTSC费米面的ARPES研究 |
| 3 超导能隙及对称性研究 |
| 4 赝能隙问题的ARPES研究 |
| 4.1 赝隙的对称性 |
| 4.2 赝隙与掺杂的关系 |
| 4.3 赝隙与温度的关系 |
| 4.4 其它HTSC材料中赝隙的ARPES研究 |
| 5 高温超导体的ARPES谱线形分析 |
| 5.1 peak_dip_hump结构 |
| 5.2 近节点区域准粒子的色散行为 |
| 6 双层劈裂 |
四、超导体具有超结构（论文参考文献）
- [1]Bi2212电子结物及能隙的角分辨光电子能谱研究[D]. 高强. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2020(01)
- [2]单晶表面上超薄量子二维材料的制备与表征[D]. 刘志龙. 上海交通大学, 2016(03)
- [3]Bi2212超结构能带杂化及配对机理ARPES研究[D]. 刘静. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2019(11)
- [4]高温超导体电子结构和超导机理的角分辨光电子能谱研究[J]. 赵林,刘国东,周兴江. 物理学报, 2021(01)
- [5]过渡金属层状化合物块体和薄膜的生长与物性研究[D]. 孟凡保. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]基于STM的微区四探针的研制与界面超导电性的原位测量[D]. 葛剑峰. 上海交通大学, 2016(03)
- [7]铜氧化物高温超导体中铜氧面的制备与性质研究[D]. 仲勇. 清华大学, 2018(06)
- [8]过渡金属氧硫族元素化合物的扫描隧道谱研究[D]. 侯兴元. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2017(09)
- [9]几种层状化合物的结构调控及性质研究[D]. 宋艳鹏. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2020(01)
- [10]高温超导体角分辨光电子能谱研究及新进展[J]. 刘国东. 物理学进展, 2004(02)