若干非中心对称超导材料的点接触谱研究

论文摘要

非中心对称超导材料是目前非常规超导研究的热点之一,它的晶格在空间上缺乏反演中心对称,产生的反对称自旋轨道耦合作用使费米面的自旋简并能带发生劈裂。其超导电子配对态不再是奇宇称或者偶宇称,理论上可能是自旋单态和自旋三重态的混合态,从而产生新奇的超导特性,如拓扑超导等。一般认为,反对称的自旋轨道耦合作用是调控非中心对称超导体中自旋三重态比重的重要参数,耦合越强则超导配对波函数中自旋三重态的比重越大,甚至导致超导能隙中存在节点,因此非中心对称超导体的物性研究对于理解非常规超导的机理意义重大。点接触谱（point-contactspectroscopy）作为探测超导能隙和序参量对称性的重要手段之一,系统探索反对称自旋轨道耦合对非中心对称超导态的调控和能隙的影响意义重大。本论文的主要内容为利用点接触谱系统测量若干Re系列非中心对称超导材料的超导能隙结构,具体如下:第一章是绪论部分,主要介绍了超导发展历史和相关的超导理论,重点讨论了非中心对称超导材料的研究背景和微观理论。第二章是实验方法概述,主要介绍了点接触谱的相关理论和实验测量方法,包括安德烈夫反射与Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）拟合模型以及极端环境下的点接触谱实验测量装置,并罗列了该实验技术在多种超导材料中的应用。第三章主要介绍了单晶Re6Zr的点接触谱测量结果和相关讨论。相关μSR报道中,非中心对称超导体Re6Zr破坏了时间反演对称性。我们测量了单晶Re6Zr超导体的基本物性及其在变温和变场条件下的点接触谱,相关BTK模型拟合结果表明Re6Zr可能是能隙完全打开的单能带s-波超导体,其超导能隙随温度或磁场的演化符合超导BCS的理论行为。第四章主要介绍了多晶Re6Hf的点接触谱实验结果。作为Re6Zr的同系姐妹材料,Re6Hf也被报道是具有时间反演对称性破缺的非中心对称超导体。因为Hf原子质量大于Zr,我们预期Re6Hf中反对称自旋轨道耦合强度比Re6Zr大,超导配对中自旋三重态的比重也会增大。但是,我们Re6Hf多晶点接触谱测量的实验结果表明Re6Hf和Re6Zr非常类似,极可能是能隙完全打开的单能带s-波超导体。第五章主要描述了非中心对称Re24Ti5在压力环境下的点接触谱。通过拓展点接触谱测量技术到压力环境,引入压力这一维度,我们期望通过物理加压的方法,系统调控非中心对称超导中的自旋轨道耦合强度。然而,压力环境下多晶Re24Ti5的点接触谱结果表明其超导转变温度和能隙基本不随压力变化。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄琦

导师: 路欣

关键词: 超导序参量,非中心对称,时间反演对称破缺,点接触谱

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 浙江大学

分类号: O511.3

总页数: 92

文件大小: 8260K

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