非常規(guī)超導量子態(tài)的構(gòu)筑與精密測量

目錄　
叢書序　
前言　
第1章　非常規(guī)高溫超導體的電子結(jié)構(gòu)基因　1　
1.1　引言　1　
1.2　關(guān)于非常規(guī)高溫超導的問題　3　
1.3　對第一個問題的假設　3　
1.3.1　銅氧化物超導體的情況　4　
1.3.2　鐵基超導體的情況　5　
1.4　第二個問題的答案　7　
1.4.1　非常規(guī)高溫超導體的條件和規(guī)則　7　
1.4.2　銅氧化物超導體的情況　8　
1.4.3　鐵基超導體的情況　9　
1.5　第三個問題的答案　11　
1.5.1　八面體/四面體配位體和正方晶格對稱性　11　
1.5.2　基于d7填充三角雙錐配位形成的三角/六角二維晶格　11　
1.5.3　基于d7填充的四面體共享頂角形成的鈷基正方二維晶格　13　
1.5.4　基于d8填充的八面體邊角共享形成的鎳基正方二維晶格　15　
1.6　本章小結(jié)　16　
參考文獻　17　
第2章　新型非常規(guī)超導體的發(fā)現(xiàn)　20　
2.1　CrAs的超導電性發(fā)現(xiàn)及非常規(guī)超導電性研究　20　
2.1.1　CrAs的基本結(jié)構(gòu)和物性　20　
2.1.2　CrAs超導體的發(fā)現(xiàn)　25　
2.1.3　CrAs相圖和非常規(guī)超導電性研究　27　
2.1.4　CrAs相關(guān)體系超導電性的實驗進展　33　
2.2　MnP的超導電性發(fā)現(xiàn)及量子臨界行為研究　34　
2.2.1　MnP的晶體結(jié)構(gòu)和磁性　34　
2.2.2　MnP超導電性的發(fā)現(xiàn)　34　
2.2.3　MnP壓力–溫度相圖和量子臨界行為　36
2.3　本章小結(jié)　41　
參考文獻　42　
第3章　激光角分辨光電子能譜對高溫超導體電子結(jié)構(gòu)和超導電性的研究　46　
3.1　深紫外激光角分辨光電子能譜　46　
3.1.1　角分辨光電子能譜的原理　46　
3.1.2　深紫外激光角分辨光電子能譜　47　
3.2　深紫外激光光電子能譜對超導機理的研究　48　
3.2.1　高溫超導體的奇異正常態(tài)特性　49　
3.2.2　高溫超導體的超導能隙對稱性　54　
3.2.3　多體相互作用和電子耦合譜函數(shù)的獲取　64　
3.3　本章小結(jié)　77　
參考文獻　77　
第4章　鐵基化合物超導電性的壓力調(diào)控　81　
4.1　緒論　81　
4.2　高壓量子調(diào)控主要技術(shù)與基本理論簡介　82　
4.3　鐵砷基超導體高壓量子調(diào)控　84　
4.3.1　高壓研究對常壓化學摻雜提升超導轉(zhuǎn)變溫度的啟示　84　
4.3.2　高壓研究揭示的鐵砷基超導轉(zhuǎn)變溫度上限　85　
4.3.3　壓力導致的鐵砷化合物中超導量子態(tài)的構(gòu)筑　86　
4.3.4　壓力下磁有序–超導態(tài)雙臨界點的發(fā)現(xiàn)　88　
4.3.5　壓致價態(tài)變化對超導電性的影響　90　
4.3.6　小結(jié)　91　
4.4　鐵硒基超導體高壓量子調(diào)控　92　
4.4.1　壓力導致的超導再進入現(xiàn)象　93　
4.4.2　壓力驅(qū)動的量子相變　94　
4.4.3　壓力調(diào)控揭示的超晶格絕緣相與超導電性的關(guān)聯(lián)性　97　
4.4.4　化學負壓力對超導電性的影響　97　
4.4.5　高壓研究揭示的超晶格與磁性的關(guān)系　100　
4.4.6　小結(jié)　101　
4.5　本章小結(jié)　103　
參考文獻　104　
第5章　“111”體系鐵基超導材料：性能、調(diào)控和非常規(guī)物態(tài)構(gòu)筑　120　
5.1　“111”體系母體相結(jié)構(gòu)和性質(zhì)　120　
5.2　LiFeAs材料摻雜和性能調(diào)控　124　
5.2.1　摻雜對LiFeAs超導溫度的影響　124
5.2.2　摻雜對LiFeAs正常態(tài)性質(zhì)的影響　127　
5.3　NaFeAs摻雜材料超導性質(zhì)　130　
5.4　LiFeP材料超導特性　131　
5.5　壓力誘發(fā)的“111”體系超導溫度上升　133　
5.5.1　高壓實驗技術(shù)　133　
5.5.2　壓力對LiFeAs和LiFeP超導的影響　135　
5.5.3　壓力對NaFeAs超導的影響　136　
5.6　LiFeAs超導材料的拓撲特性　139　
5.7　從“111”體系超導材料到“111”體系稀磁半導體材料　140　
5.8　“111”體系構(gòu)筑多功能非常規(guī)磁電材料前景　142　
參考文獻　143　
第6章　極低溫熱導率探測鐵基超導體的超導量子態(tài)　150　
6.1　鐵基超導體簡介　150　
6.2　極低溫熱導率如何探測能隙結(jié)構(gòu)　151　
6.3　極低溫熱導率對122體系的研究　154　
6.3.1　空穴型K-Ba122超導體及其衍生型　154　
6.3.2　電子型Ni-Ba122超導體　161　
6.3.3　電子型Co-Ba122超導體　162　
6.3.4　同價摻雜的P-Ba122超導體　165　
6.3.5　同價摻雜的Ru-Ba122超導體　168　
6.4　極低溫熱導率對111體系的研究　169　
6.4.1　LiFeAs　169　
6.4.2　NaFe1-xCoxAs　171　
6.5　極低溫熱導率對11體系的研究　172　
6.5.1　FeSex　173　
6.5.2　FeS　175　
6.6　極低溫熱導率對1111體系的研究　175　
6.6.1　LaFePO　176　
參考文獻　178　
第7章　FeSe界面超導的構(gòu)筑與機理研究　184　
7.1　單層　FeSe/SrTiO3界面超導的構(gòu)筑和基本性質(zhì)　185　
7.1.1　FeSe/SrTiO3界面超導的發(fā)現(xiàn)　185　
7.1.2　生長流程　186　
7.1.3　對于界面超導Tc的表征　187　
7.1.4　界面形貌與原子結(jié)構(gòu)　189
7.2　單層FeSe/SrTiO3的電子結(jié)構(gòu)與超導能隙　190　
7.2.1　單層FeSe/SrTiO3電子結(jié)構(gòu)及其特殊性　190　
7.2.2　FeSe能帶結(jié)構(gòu)隨薄膜厚度的演變　196　
7.2.3　超導能隙對稱性研究　200　
7.3　界面超導機理研究　206　
7.3.1　單層FeSe/STO界面的應力調(diào)控　207　
7.3.2　單層FeSe的界面材料調(diào)控　211　
7.3.3　FeSe厚膜的載流子摻雜調(diào)控　216　
7.3.4　FeSe薄膜表面K摻雜的厚度依賴研究　223　
7.3.5　界面電聲子耦合對超導的作用　228　
7.4　本章小結(jié)　231　
參考文獻　233　
第8章　鐵基高溫超導材料中的對稱破缺態(tài)和能隙各向異性　241　
8.1　鐵基高溫超導材料中的對稱破缺態(tài)　241　
8.1.1　鐵基超導體中的磁有序和向列序　241　
8.1.2　電子結(jié)構(gòu)復雜性、孿晶、表面態(tài)　243　
8.1.3　向列序下的能帶結(jié)構(gòu)重構(gòu)　246　
8.1.4　磁有序下的能隙與其軌道依賴性　250　
8.2　鐵基高溫超導材料中的能隙各向異性　253　
8.2.1　費米面拓撲與配對對稱性　254　
8.2.2　空穴電子型鐵基超導材料中的能隙結(jié)構(gòu)和節(jié)點　256　
8.2.3　重電子摻雜型鐵硒超導中的能隙各向異性　260　
8.3　本章小結(jié)　264　
參考文獻　264　
第9章　FeSe類超導體的中子散射研究　268　
9.1　中子散射實驗技術(shù)與原理　268　
9.1.1　中子散射技術(shù)背景　268　
9.1.2　中子微分散射截面　269　
9.1.3　中子源與中子散射譜儀　271　
9.2　鐵基超導體基本結(jié)構(gòu)與磁性介紹　272　
9.2.1　晶體結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu)　272　
9.2.2　局域與巡游磁性　275　
9.2.3　超導自旋共振態(tài)　277　
9.3　FeSe的磁性基態(tài)及其與向列序和超導的耦合　278　
9.3.1　FeSe中的超導自旋共振態(tài)　278
9.3.2　FeSe的磁性基態(tài)及其與向列序的耦合　280　
9.4　KxFe2-ySe2母體的磁結(jié)構(gòu)與磁激發(fā)　284　
9.4.1　KxFe2-ySe2母體的磁結(jié)構(gòu)　284　
9.4.2　KxFe2-ySe2母體的磁激發(fā)　285　
9.5　重電子摻雜FeSe超導體的自旋共振峰與超導配對對稱性　288　
9.5.1　重電子摻雜FeSe超導體的配對對稱性　288　
9.5.2　S　摻雜KxFe1-ySe2超導體中超導配對對稱性的演化　290　
9.6　重電子摻雜鐵硒類超導體中的磁激發(fā)　293　
9.6.1　Li0.8Fe0.2ODFeSe超導體的磁激發(fā)色散關(guān)系　293　
參考文獻　296　
第10章　鐵基超導材料的核磁共振研究　303　
10.1　凝聚態(tài)核磁共振　303　
10.1.1　原子核體系的哈密頓量　304　
10.1.2　譜學分析　305　
10.1.3　原子核弛豫分析　310　
10.1.4　自旋–晶格弛豫　311　
10.1.5　自旋–自旋弛豫　313　
10.1.6　超導配對對稱性和核磁共振　314　
10.1.7　超導態(tài)下的奈特位移：自旋配對性質(zhì)　314　
10.1.8　超導態(tài)下的自旋晶格弛豫率：超導能隙對稱性　316　
10.2　KFe2Se2中非常規(guī)的自旋單態(tài)配對　318　
10.2.1　自旋單態(tài)配對　318　
10.2.2　非常規(guī)軌道配對對稱性　321　
10.3　FeSe中的向列序和高壓磁結(jié)構(gòu)　323　
10.3.1　FeSe的高壓磁結(jié)構(gòu)　324　
10.3.2　FeSe中的低能自旋漲落　327　
10.3.3　FeSe的電子向列相隨壓強的變化　331　
10.3.4　總結(jié)與討論　335　
10.4　KFe2As2中可能的電荷序　336　
10.4.1　KFe2As2中As的核磁共振譜　336　
10.4.2　最高壓下的對稱性破缺——可能的電荷序　338　
10.4.3　討論和總結(jié)　340　
10.5　鐵基超導材料中超導電性與反鐵磁序的共存與競爭　340　
10.5.1　Ba（Fe0.77Ru0.23）2As2中超導電性與反鐵磁序的微觀共存　341　
參考文獻　347
第11章　重費米子材料與物理　354　
11.1　重費米子的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀　354　
11.2　幾類典型的重費米子材料　356　
11.2.1　鈰基重費米子化合物　356　
11.3　鐿基重費米子化合物　359　
11.4　鈾基重費米子化合物　360　
11.5　重費米子體系中的前沿科學問題　361　
11.5.1　重費米子超導　362　
11.5.2　重費米子超導序參量的對稱性　363　
11.5.3　重費米子超導與其他競爭序的相互作用　365　
11.6　量子相變　366　
11.6.1　多參量調(diào)控的反鐵磁量子相變　367　
11.6.2　電子不同自由度的量子相變　369　
11.7　強關(guān)聯(lián)拓撲態(tài)　369　
11.7.1　拓撲近藤絕緣體　370　
11.7.2　拓撲近藤半金屬　370　
11.8　其他類型的新穎量子態(tài)　371　
11.8.1　重費米子材料URu2Si2的隱藏序　372　
11.8.2　重費米子阻挫體系中的奇異態(tài)　373　
11.8.3　C