鐵基超導體母體角分辨光電子能譜及電荷輸運性質的研究.pdf

1、鐵基超導體是2008年發(fā)現的超導體家族中的新成員。目前已經發(fā)現的鐵基超導體的超導轉變溫度已經超過了BCS理論預言的極限，被證明是一類新的非常規(guī)超導體。FeAs(Te、Se)層是鐵基超導體所共有的基本結構，并在此基礎上發(fā)展出“1111”“122”“111”“11”幾個體系大類。在相圖上，鐵基超導體的超導相在欠摻雜區(qū)域近鄰反鐵磁相，這一現象和銅氧化物超導體的相圖非常類似。而在反鐵磁相變之上，其特有的結構相變變導致其二維晶體由四方變?yōu)檎弧?/p>

2、了研究鐵基超導體中復雜的相變行為，弄清其超導機制，有大量的實驗和理論研究工作在短時間內被相繼報道，在國內外形成了一股研究鐵基超導體的熱潮。我們課題組利用角分辨光電子能譜(ARPES)設備，對不同體系的鐵基超導體的能帶結構，反鐵磁態(tài)下的電子結構重構，以及超導體能隙測量等方面做了大量開拓性的重要工作。本文主要介紹了我們組對“111”體系NaFeAs單晶樣品的電子結構的細致測量，以及對不同體系鐵基超導體母體電荷輸運各向異性所進行的研究。

3、>　　 首先，我們對“111”體系鐵基超導體母體NaFeAs單晶樣品進行了系統的電子結構的測量。我們發(fā)現NaFeAs的能帶結構和之前報道的“122”體系的類似。但是，因其結構相變和反鐵磁相變的相變溫度是分離的，這樣就便于我們弄清楚在相變時電子結構的演化過程。我們在相變溫度附近做了細致的變溫實驗，發(fā)現部分能帶在結構相變附近開始向高能移動，并且在溫度降低至反鐵磁相變時能帶移動平滑。這個現象表明，NaFeAs中結構相變和反鐵磁相變可能具有相

4、同的驅動機制。同時，我們利用偏振光依賴的ARPES實驗，對NaFeAs能帶的軌道對稱性也進行了分析。在變光子能量的測量過程中，我們發(fā)現NaFeAs費米面附近的能帶kz方向的色散較弱。以上實驗結果，結合最近對detwin樣品的變溫實驗表明，NaFeAs中磁有序的漲落和軌道自由度的耦合顯著影響了其相變溫度附近的行為。
　　 此外，我們利用Montgomery方法測量了NaFeAs，FeTe等鐵基超導體母體的電阻率各向異性行為。我們發(fā)

5、現，對于NaFeAs樣品，鐵磁方向的電阻率大于反鐵磁方向的電阻率，這一結果填補了不同類鐵基超導體的各向異性電阻率測量的空白，并且表明包含FeAs層的鐵基超導體母體中其各向異性電阻率行為是一致的。對于FeTe樣品，我們發(fā)現它的鐵磁方向電阻率小于反鐵磁方向，這與NaFeAs和“122”體系中看到的結果完全相反，而這一現象則可能與FeTe所具有的較強的局域磁矩和電子結構的強關聯性有關。這有助于我們分析FeTe和具有FeAs層樣品的不同相互作用