FeSe0.5Te0.5薄膜超导体中相干态声子的超快光谱研究

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非常规超导体中库伯对是怎样结合的,相位是怎样相干的仍然是当今物理界未被解决的中心问题。相对于单个准粒子间的相干性而言,声子、磁振子、轨道波、电荷密度波(CDW)和自旋密度波(SDW)等这些集体激发态之间的相干性实际上更有意义,因为它们与超导体相干性之间有着密切的联系,在超导配对机制中起着至关重要的作用。超快光谱技术作为产生和控制这类集体激发态唯一的一种方法,已经被用于观察非常规超导体中的相干态声子、相干态轨道波和相干态电荷密度波。在最近发现的铁基超导体中,(11)家族由于其最简单的晶格结构而倍受关注,它提供了一个可以研究声子作用的平台,科学家们已经对此类超导体进行了很多实验和理论研究。  在已知的常规和非常规超导体中,相干态声子都曾经被观察到过,其中大部分是没有外加压力的本征体材料。这里我们研究的是带有拉应力的(11型)薄膜超导体FeSe0.5Te0.5,它的超导起始转变温度为13.7 K。采用的激光器是锁模的Ti宝石激光器系统,激光的中心波长为830 nm,脉冲宽度为110fs,重复频率为250 KHz。我们使用抽运-探测时间分辨测量系统,设计实施了特殊的探测几何构型,在超导转变温度之下的5.15 K时成功地观测到了相干态声子,经分析得到了该声子的衰减寿命,振幅和频率,并初步分析了其产生的物理机制。在不同温度下观察了FeSe0.5Te0.5薄膜超导体样品中的载流子被激发后的超快动力学过程,并对电,声子耦合的强度进行了研究,由于激发的电荷密度具有不同的衰减寿命,它们与全对称Alg模式的声子耦合的程度也会有所不同,即不同的电-声子耦合常数。在超导态和顺磁态载流子的寿命有很大的不同,我们所观察到的现象揭示了超导电子与布里渊区中心的声子之间可能的联系。
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