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LaRu_(3)Si_(2)中电子关联效应对完美笼目晶格和铁磁涨落的影响

中国科学技术大学学报 2023年第7期53卷 8-13,69页

作者：王义林中国科学技术大学未来技术学院安徽合肥230026

一个完美的笼目晶格具有平带,这通常会导致强烈的电子关联效应,但是电子关联效应如何反过来稳定一个完美的笼目晶格却很少被探索。在本文中我们利用密度泛函理论结合U和动力学平均场理论,研究了由纯Ru离子组成的具有畸变笼目晶格的超导(... 详细信息

一个完美的笼目晶格具有平带,这通常会导致强烈的电子关联效应,但是电子关联效应如何反过来稳定一个完美的笼目晶格却很少被探索。在本文中我们利用密度泛函理论结合U和动力学平均场理论,研究了由纯Ru离子组成的具有畸变笼目晶格的超导(T_(c)~7.8 K)笼目金属LaRu_(3)Si_(2)。我们发现,增加电子关联性可以稳定一个完美的笼目晶格,并在LaRu_(3)Si_(2)中诱导可观的铁磁涨落。通过将计算得到的磁化率与实验数据进行比较,我们发现LaRu_(3)Si_(2)正处于成为完美笼目晶格的边缘。因此,LaRu_(3)Si_(2)显示了可观的但不可忽略的电子关联效应和铁磁涨落,这对于理解实验观察到的非费米液体行为和相当高的超导转变温度是至关重要的。

关键词：电子关联笼目晶格 LaRu_(3)Si_(2) 铁磁涨落平带

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轨道电流序对钒基笼目超导体超导特性的影响

轨道电流序对钒基笼目超导体超导特性的影响

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作者：刘名勋浙江科技学院

学位级别：硕士

近期在钒基笼目超导材料AV3Sb5中观测到的手性电荷密度波序引起了研究者的广泛关注。这是一种具有手性和磁通量特征的电荷序,由电子在晶格中形成周期性的电荷密度波和伴随产生的轨道电流共同引起,进而打破系统的时间反演对称性。手性电... 详细信息

近期在钒基笼目超导材料AV3Sb5中观测到的手性电荷密度波序引起了研究者的广泛关注。这是一种具有手性和磁通量特征的电荷序,由电子在晶格中形成周期性的电荷密度波和伴随产生的轨道电流共同引起,进而打破系统的时间反演对称性。手性电荷密度波被认为对钒基笼目超导体的正常态和超导态的特性都有重要的影响,例如引起量子反常霍尔效应和边缘态的出现。尽管研究者对钒基笼目超导体的电荷密度波序和超导特性进行了大量的研究,但是目前对其不同寻常的超导特性的理解、超导配对机制以及手性电荷密度波序对超导特性的影响并不清楚,甚至存在较大的争议,还需要不断地探索和研究。受到最近钒基笼目超导体中出现手性电荷密度波序的实验证据的启发,我们从理论上研究了手性电荷密度波序对正常态和超导态特性的影响。研究发现,手性电荷密度波会在一部分费米面上打开能隙,但会保留在M点和相邻M点之间的中点上的光谱权重,并且沿着费米面上的能隙动量依赖关系与最近的实验结果是一致的。更重要的是,通过考虑手性电荷密度波序的影响,常规的无节点能隙的超导配对态由于费米面上的能隙调制而演变为具有节点能隙的超导配对。因此,态密度从U形变形到V形,并在零能附近残留一些态密度。这些结果在许多方面和实验现象一致,因此有希望能够解决关于超导配对对称性的一些不同或看似矛盾的实验结果之间的冲突。

关键词：钒基超导体笼目晶格手性电荷密度波轨道电流序紧束缚模型

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Cu4(OH)6FCl和Cu4(OH)6FBr的合成及表征

Cu4(OH)6FCl和Cu4(OH)6FBr的合成及表征

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作者：余红吉林大学

学位级别：硕士

近年来,磁几何阻挫系统吸引了凝聚态物理学家的广泛关注,因为这样的系统提供了一个独特的区域来寻找新的量子态。其中属于磁几何阻挫结构的S=1/2的笼目晶格反铁磁体是实现量子自旋液体的最佳材料之一。量子自旋液体是指即使当温度降到... 详细信息

近年来,磁几何阻挫系统吸引了凝聚态物理学家的广泛关注,因为这样的系统提供了一个独特的区域来寻找新的量子态。其中属于磁几何阻挫结构的S=1/2的笼目晶格反铁磁体是实现量子自旋液体的最佳材料之一。量子自旋液体是指即使当温度降到绝对零度,也没有办法产生磁有序的量子态,因为其体系有一种非常强的量子涨落。与传统的铁磁性和反铁磁性的材料相比而言,量子自旋液体有希望表现出各种新奇的性质,使其在材料中的实现具有非常诱人的前景。例如量子自旋液体是一种典型的拓扑基态,有望实现在拓扑保护的量子计算,这将可以应用到国家安全、信息技术、清洁能源、医疗保健、通信等,将对我们生活的各个方面产生重大影响。本论文以具有完美笼目晶格的Cu(OH)FCl和Cu(OH)FBr为研究对象,采用水热法、溶剂热法制备Cu(OH)FCl和Cu(OH)FBr样品。通过控制反应的时间、温度、溶剂、表面活性剂等,结合样品的粉末X射线衍射、扫描电子显微镜的数据,研究了控制样品形貌和尺寸的可能途径。对最优条件下制备的Cu(OH)FCl和Cu(OH)FBr样品进行透射电子显微镜、红外吸收光谱、拉曼散射光谱、紫外可见吸收光谱的表征以及磁学性质的研究,主要的研究结果如下:(1)采用水热法合成Cu(OH)FCl,通过添加不同的表面活性剂、改变反应的时间和温度,最终确定合成Cu(OH)FCl的最佳条件为:以二水合氯化铜和氟化钠为原料,添加表面活性剂六次甲基四胺,反应温度为175℃,反应时间为2 h。采用溶剂热法制备的Cu(OH)FCl,总是含有杂质。通过粉末X射线衍射(XRD)和X射线能量散射谱(EDS)分析,确认我们实验所合成的样品为Cu(OH)FCl,属于六方系晶体,空间群为P6/mmc(#194)。利用SEM、TEM电镜测试分析,最佳实验条件下Cu(OH)FCl晶体的形貌为规则的六边形,边长在200 nm-500 nm之间。利用红外吸收光谱和拉曼散射光谱研究了Cu(OH)FCl的结构和化学键的成键性质,紫外可见吸收光谱表明其直接带隙为3.2 eV。利用超导量子干涉分析系统对Cu(OH)FCl样品进行了磁学测试,Cu(OH)FCl在T=16.01 K会出现反铁磁相变,在低温时有弱铁磁性。(2)我们用水热法成功制备Cu(OH)FBr样品,尝试改变实验中反应时间和反应温度,最终确定制备Cu(OH)FBr的最佳反应温度为175℃,反应时间为2 h。通过XRD和EDS谱分析,确认所制备的样品为Cu(OH)FBr,属于六方系晶体,空间群为P6/mmc(#194)。利用SEM、TEM电镜分析,观察晶体的形貌与Cu(OH)FCl相似,为规则的六边形,边长约为1μm。利用红外吸收光谱和拉曼散射光谱分析Cu(OH)FBr的成键和振动方式。通过Cu(OH)FBr样品的M(T),M(H)曲线对其磁学性质进行了研究,Cu(OH)FBr约在T=15 K处发生了反铁磁相变。在低温时有明显的磁滞回线,表明具有弱铁磁性,这可能是因为姜-泰勒效应破坏了Cu(OH)FBr的笼目结构,产生晶格畸变。

关键词：羟基氟氯化铜羟基氟溴化铜水热合成笼目晶格

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