【摘 要】
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压力作为物性调控的重要手段,通过减小原子间距,可以有效地调节能带结构,能带宽度和声子频率。相比较于化学掺杂,高压有着不改变材料本身的化学计量比,也不引入新的元素和晶格无序等优点。本论文利用高压作为主要手段,探索了一系列样品高压下的物性,获得了一定的成果。本文论文的第一章为绪论,重点介绍了超导的相关知识,详细介绍了BCS超导体,高压下的超导相图,以及对重费米子体系进行简单的介绍。在第二章,介绍了论文
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（11674054,U1932217）； 国家重点研发计划（2018YFA0704300）；
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压力作为物性调控的重要手段,通过减小原子间距,可以有效地调节能带结构,能带宽度和声子频率。相比较于化学掺杂,高压有着不改变材料本身的化学计量比,也不引入新的元素和晶格无序等优点。本论文利用高压作为主要手段,探索了一系列样品高压下的物性,获得了一定的成果。本文论文的第一章为绪论,重点介绍了超导的相关知识,详细介绍了BCS超导体,高压下的超导相图,以及对重费米子体系进行简单的介绍。在第二章,介绍了论文中所用的方法手段,仪器操作。包括样品制备方法,样品表征手段,高压测量的仪器等。第三章,我们测量了高压下Bi单质的物性,测量了其高压下的电阻行为,以及超导以上区域的磁电阻行为。详细测量了Bi-II相的超导上临界场行为,估算出零温的上临界场;对于Bi-III我们详细测量了其正常态和超导态的性质,正常态随着压力的增加,从非费米液体行为逐渐转变到费米液体行为,同时上临界场单调的降低。从测量结果可以看出体系的有效质量是随着压力的增加而降低的,这也解释了磁电阻随着压力的增加而增加。有效质量的降低,也暗示着电子之间关联强度的减小,可能是由于电子之间的库仑相互作用的减小,很可能会导致Bi-III相随着压力的增加从强耦合区域转变到弱耦合区域。第四章,详细介绍了Ce掺杂的铁基112单晶的测量,包括超导的Ca0.8Ce0.2Fe0.975Co0.025As2样品和非超导样品Ca0.73Ce0.27Fe As2。对于Ca0.8Ce0.2Fe0.975Co0.025As2,我们分别用活塞圆筒高压和六面顶压机进行高压下的电性测量,得到完整的相图。测量显示相比较与之结构相同超导转变温度相似的Ca0.8La0.2Fe0.98Co0.02As2,超导被高压抑制的更加快速。随着压力的增加,超导被抑制之后出现了Fe As层的反铁磁现象,压力继续增加出现近藤效应。这个复杂的高压相图也在Ca0.73Ce0.27Fe As2单晶的测量中同样被观测到,说明Ce离子对超导电性,样品磁性都有着很大的影响。第五章,介绍了SrBi2Se4单晶超导电性的发现以及高压下的物性。我们首次报道了其超导电性,通过电性,磁性,比热等测量,证明了其体效应的特征。在磁场平行于电流（c轴）方向,零温的上临界场约为15 T,远大于Pauli顺磁极限。在垂直于电流方向,存在一个零电阻的再重入现象,即电阻在一个小场下失去零电阻特性,电阻随着磁场的增加先增加再减小,并且逐渐降低到零电阻,表现为零电阻的再重入。这个零电阻的再重入现象,是磁通钉扎的脱钉以及再钉扎造成的。第六章,论文介绍了重费米子的Ce2Sc3Ge4单晶的高压测量,在电流平行于a轴方向,反铁磁转变温度随着压力的先升高再降低,这也被高压下的M-T测量证实。电阻率的磁性部分ρmag随着压力的变化可以看出在常压下有着两个峰,对应于晶体场效应,这两个峰在高压下的演化规律也暗示着在3.5 GPa左右出现可能存在一个量子临界点。作为对比,我们测量了电流沿着c轴方向的高压下的电阻率随着温度变化的规律,发现了和电流沿着a轴方向上类似的演化规律,但是在5.5 GPa,电阻率在25 K附近出现一个极小值,对应于近藤效应。为了验证这个近藤效应和观测低温下的量子相变点,我们利用稀释制冷机再次测量了电流沿着c方向的高压下的电阻率随着温度的变化规律。实验验证了近藤效应,并且在3.2 GPa的剩余电阻和费米液体拟合的参数A有着一个最大值,证明了量子相变点的存在。最后介绍了La2Sc3Ge4单晶在常压下低温下的超导电性的发现,超导转变温度约为0.25 K。
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