层状化合物LaRu2As2和TiSe2体系物性研究

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在低维结构的过渡金属化合物中常常出现超导电性,磁性和电荷密度波等有序态,甚至多种有序态共存和相互竞争,研究这些有序态之间的关系并进一步调控它们成为凝聚态物理领域中的一个持续多年的热点课题。从实验经验来说,除了载流子浓度和电子结构等重要因素外,样品的烧结温度、成分偏析、缺陷和结晶程度等等也会影响到超导温度,研究这些因素对超导电性的影响,对高温超导材料的探索,以及解释清楚超导电性的物理原理都有非常重要的意义。本硕士论文主要研究了与122相铁基超导体类似结构的LaRu2As2中样品制备条件与超导转变温度之间的关系,以及TiSe2体系在Se位掺Te元素引起的基态物性的变化。本论文主体内容主要分为四章。首先,第一章是引言,这部分对超导电性的发现和研究历史以及最近的研究进展进行了简单的介绍,接着对铁基超导体以及122相化合物进行了简单介绍。还介绍了具有超导电性和电荷密度波等有序态共存或竞争的过渡金属硫族化合物(TransitionMetalDichalcogenides)。第二章是对本论文实验方法的介绍,详细介绍了样品制备方法、测量方法,包括X射线衍射测量、电阻率测量、SQUID测量、比热测量方法等等。第三章研究了 LaRu2As2超导体的制备条件与超导电性的关系。我们通过测量晶格参数、剩余电阻率比率(RRR)等物理量与样品烧结温度之间的关联,推测出超导转变温度之所以受到样品烧结温度的显著影响,主要是由于不同烧结温度造成了不同的样品结晶性和无序程度。在950℃到1100℃之间每隔50℃,我们烧制一个样品,共4个样品。从输运性质上看,烧结温度越低,虽然成相的时间需要越长,但是其ρ5k却越低,RRR越高,说明样品质量越好,超导转变温度也越高。我们的研究说明此体系样品采用较低的烧结温度,可以得到较高的样品质量,也更加利于超导电性的出现。第四章我们主要研究了 Te掺杂引起的Ti(Se1-xTex)2体系的物性变化。虽然Te元素不能按照名义组分完全进入晶格,但实际掺杂比例是与名义掺杂比例正相关的。当名义掺杂浓度大于0.03以后,Te掺杂对CDW的压制开始显著起来。Te含量大于0.05以后CDW已经被完全压制,样品显示强的金属性,但在1.8K以上没有观测到超导电性。对于Te掺杂的Ti(Se1-xTex)2是否会出现超导电性仍需要进一步的研究。
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