超导材料由于具有电子运动无损耗特性,在航空航天、生物医疗、计算机、通讯等领域有广阔的应用前景。具有复杂和丰富物理性质的高温超导体是强关联电子体系,不符合常规超导体的超导微观理论,因此,开发更高转变温度的新型超导材料,研究更全面的超导机理仍是目前研究的热点之一。本文利用红外光谱、THz时域光谱和时间分辨超快光谱等手段,在可见、红外及THz光谱区域,对电子型铜氧化物高温超导体LCCO、尖晶石氧化物超导体LTO、铁基超导体FeSe的光学性质进行测试,得到了超导薄膜材料的光学常数、晶格振动、声子模式等信息,进而通过Kramers-Kronig(K-K)关系等计算得到其光电导特性,结合超导薄膜材料电输运性质及光学色散模型,得到电荷的动力学信息,如弛豫时间、直流电导率等,实现对超导薄膜材料物理性质的分析。期望通过对光子与超导材料的相互作用的分析,研究超导材料光学特性的响应机理,从而探究材料的超导特性、结构相变等物理机制。本文具体研究内容如下:1.利用脉冲激光沉积法,在(001)SrTiO3衬底上生长了最优掺杂La2-xCexCuO4(LCCO,x=0.1)薄膜,并对其在400-4000 cm-1频率范围内的中红外光学性质进行测试分析:(1)利用K-K关系得到复光电导率σ(ω),复介电函数δ(ω)和复折射率n(ω)等光学常数;(2)利用Drude模型对电导率进行拟合,得到载流子弛豫时间和直流电导率等动力学信息。2.在变温条件(5-300 K)下实现对Mg2A104(MAO)衬底LTO超导薄膜1.2-1.9 um波长范围近红外光谱性质的研究,发现LTO超导薄膜的超导转变温度附近出现近红外反射光谱相变现象。利用Drude-Smith公式对样品反射率与辐射波长间依赖关系进行的分析,发现处于金属相的LTO超导薄膜存在光致电子局域化效应。3.在变温条件(3-300 K)下实现对LTO超导薄膜超快动力学弛豫过程的研究。光激发LTO超导薄膜瞬态光谱信号在超导转变温度附近发生明显变化,利用三指数模型对瞬态光反射率变化△R(t)/R信号进行拟合,发现LTO超导薄膜在超导态存在快速弛豫过程、较快弛豫过程和缓慢弛豫过程三个子过程,分析了瞬态激发过程的集体激发行为,为超导配对机制的研究提供参考。4.在变温条件(5-300 K)下实现对FeSe超导薄膜在1.1-1.9 um波长范围的近红外光谱特性测量,并利用K-K变换及外推公式法得到了 FeSe超导薄膜的复光电导率谱。反射率光谱与光电导率谱随温度的变化,可以清晰反映出温度诱导金属超导相变的过程,并得到与电输运测试结果相一致的超导相变温度。利用Drude-Lorentz和Drude-Smith模型实现对FeSe超导薄膜光电导率随辐射波长及温度变化关系的分析,发现Fe-Se键在结构相变附近发生改变,巡游电子和局域电子之间在Fe的3d轨道中Hund耦合发生改变,进而可以推断得到更高能量电子和电子局域对超导电性作出的贡献。5.在液氮温区(80-260 K)下,对FeSe超导薄膜的太赫兹光谱特性进行了测试。根据透射率与光电导率的关系,分析得到FeSe超导薄膜太赫兹透射光电导特性。利用Drude-Smitht模型对光电导率实部和虚部同时进行拟合,得到样品的直流电导率、弛豫时间等光学参数。