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《杭州师范大学》 2018年
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非中心对称超导体PbTaSe_2的压力下的拓扑相变以及拓扑半金属PdSn_4的强关联电子的研究

徐春强  
【摘要】:第一部分:对超导体的研究一直以来都是凝聚态物理的一个重要方向,科学家们根据各种超导体的磁学性质、超导转变温度、相变过程、相互作用等对其进行了超导机理的研究。随着研究的深入,人们发现有些超导体的晶体结构没有反演对称中心,而这类超导体通常具有新奇的超导性质。研究发现非中心对称超导体由于反对称自旋-轨道耦合作用的存在,使得其配对电子存在自旋单态和自旋三重态的混合态,理论证明这类材料很可能是一种潜在的拓扑超导体,所以这类材料受到了广泛地关注。最近有理论和实验证明PbTaSe_2是一种具有强自旋轨道作用、电子结构具有拓扑线节点的非中心对称超导体。我们对PbTaSe_2进行了详细的电输运性质测量,发现PbTaSe_2对压力非常地敏感,在压力为0.25GPa左右,电阻随温度变化曲线在280K附近出现回滞,这个现象立马引起我们的重视,随后我们进行了不同压力下的磁阻测量、霍尔测量、电阻测量,并通过第一性原理计算证明了PbTaSe_2材料在不同的压力范围是不同的相,在5GPa和30GPa左右发生相变。在5GPa左右,自旋轨道作用使K点附近的狄拉克线性节点部分打开,H点附近的狄拉克态被完全破坏。在约30GPa以上时,由拓扑非平庸的结构变化为了拓扑平庸的结构,由原来的六角结构变为了四方结构。我们分别计算了不同压力下不同相的能带结构,和费米面随压力的变化,最后我们也计算了电声子耦合常数和超导转变温度随压力的变化。从我们的计算得知,30GPa以上的四方结构也是超导的,所以我们也在寻找30GPa以上压力的测量条件。第二部分:近年来对拓扑材料的研究是凝聚态物理的一个重要领域,第一性原理计算预言了拓扑半金属的存在,拓扑半金属的体态中存在线性色散的Dirac锥或Weyl锥,表面态为连接一对Dirac锥或Weyl锥的费米弧,拓扑半金属通常具有奇特的输运性质,如磁场导致的金属-绝缘体转变、大磁阻、高迁移率、手征反常导致的负磁阻行为、拓扑非平庸的Berry phase等。科研人员又发现了另一种拓扑材料-拓扑点线、点环(nodal line/loop)半金属,我们简称这些材料是NLSMs,这些材料的Dirac锥在动量空间中练成曲线或者环的形状,其性质通常有别于拓扑绝缘体和外尔半金属。本部分中,我们主要介绍了和拓扑点线半金属PtSn_4具有相同结构的PdSn_4。我们合成了PdSn_4单晶,并对其电阻率、比热、霍尔电阻率、热电效应、磁化率的量子震荡(dHvA震荡)、转角的各向异性等物理性质并进行了详细的分析。
【学位授予单位】:杭州师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O469

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1 徐春强;非中心对称超导体PbTaSe_2的压力下的拓扑相变以及拓扑半金属PdSn_4的强关联电子的研究[D];杭州师范大学;2018年
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