角分辨光电子能谱对铁硒薄膜和稀磁半导体材料的研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院物理研究所) | 被引量 : 2次 | 上传用户:lzl1988
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高温超导自发现以来一直是凝聚态物理中广泛研究的课题。生长在SrTi03衬底上的单层FeSe(FeSe/STO)薄膜作为铁基高温超导体家族中,结构最简单、超导转变温度最高的体系更是受到了广泛关注。另外,过去的几十间,稀磁半导体已发展成为材料科学中的一个重要分支。稀磁半导体的磁性起源问题一直备受关注。本论文本论文利用分子束外延技术在钛酸锶衬底上生长了FeSe/STO薄膜;利用角分辨光电子能谱技术,对FeSe/STO薄膜和“122”系新型稀磁半导体(Ba1-x,Kx)(Zn1-y,Mny)2As2的电子结构进行了系统的研究。本论文主要包括以下内容:1.对超导体的发现历程进行了简要介绍,并对铁基高温超导体的研究进展进行了简要的回顾,借此引出本文的研究出发点。2.对本论文主要使用的研究手段角分辨光电子能谱的组成、原理进行了详细的介绍。3.对分子束外延技术和扫描隧道显微镜的原理进行了简要介绍。对FeS-e/STO薄膜的分子束外延生长方法、制备过程进行了详细介绍。4.通过STM研究,发现在超导的单层FeSe/STO薄膜中存在大量的额外Fe。通过对超导单层FeSe/STO薄膜在室温条件下沉积Se并进行退火,发现:(1)超导单层FeSe/STO薄膜中至少存在20%额外的Fe;(2)单层FeSe/STO薄膜表面上,二层FeSe小岛在很低的温度(~150℃)下就可以形成,这个温度比单层FeSe/STO薄膜的生长温度(~490℃)要低很多;(3)在FeSe薄膜表面室温条件下沉积Se并在合适的温度下退火,可以作为一种检验样品中是否含有额外的Fe的方法;(4)单层FeSe/STO薄膜中额外的Fe很可能存在于STO衬底和FeSe薄膜的界面之间。至于额外的Fe对单层FeSe/STO薄膜高温超导电性的影响,这需要进一步的研究。该结果为理解单层FeSe/STO薄膜的高温超导电性提供了新的信息,也为进一步提高其超导转变温度提供了新的思路。5.对单层FeSe/STO薄膜的主要研究进展进行了简要的回顾,进而引出本文的研究动机。对单层FeSe/STO薄膜的母体及其随掺杂的演化进行了详细的介绍。通过系统的ARPES研究,建立了单层和多层FeSe/STO薄膜随掺杂电子结构的演化规律和相图,发现单层FeSe/STO薄膜具有独特的类似于Mott绝缘体的母体。只有当载流子浓度增加到一定程度(大于~0.07e/Fe)时,才开始出现绝缘体-超导转变。对于两层和多层FeSe/STO薄膜,其母体是向列相;随着载流子浓度的增加,相列相逐渐被压制,超导相开始出现。单层FeSe/STO薄膜独特的母体结构和随掺杂的演变,为理解单层FeSe/STO薄膜的高温超导电性提供重要信息。6.对稀磁半导体的研究背景进行了简要介绍。系统的研究了“122”系新型稀磁半导体(Ba1-x,Kx)(Zn1-y,Mny)2As2的电子结构。通过对(Ba,K)(Zn,Mn)2As2,Ba(Zn,Mn)2As2,(Ba,K)Zn2As2和BaZn2As2四种高质量单晶样品的电子结构的研究,并结合理论计算,发现:(1)母体BaZn2As2本身是一个窄带隙的半导体,稀磁半导体(Ba,K)(Zn,Mn)2As2的费米能落在As 4p价带附近;(2)Mn 3d电子的态密度位于EB~-3.2 eV;(3)在掺Mn的样品((Ba,K)(Zn,Mn)2As2 和 Ba(Zn,Mn)2As2)中观测到了 As 4p 轨道劈裂的迹象。这些结果揭示了 p-d相互作用在(Ba1-x,Kx)(Zn1-y,Mny)2As2的高铁磁转变温度中起了至关重要的作用。
其他文献
针对塑封器件键合铜线在高温环境下的贮存可靠性问题,进行铜线键合塑封器件的高温贮存试验。对经过高温贮存后的塑封器件进行无损开封,分析了高温贮存对铜键合线的拉伸强度和
塔北项目部作为塔里木油田重要的碳酸盐岩油气产量生产单位,大规模、高速度、短周期、快节奏地滚动开发建设使得地面工程建设量日益增加。地面建设管理及技术要求不断提高,地
林蛙是一种两栖动物,它以其专门摄取昆虫类的活性饵料而被誉为天然绿色食品,蛙肉具有味鲜美、营养丰富、经济价值高等特点,蛙油能润肺养阴、补肾益精、补脑益智,是集食、药、
高边坡开挖施工质量作为高边坡施工质量的基础,其开挖质量的好坏直接影响后期整体的施工质量。然而鲜见有中国学者对该方面进行研究。以惠清高速为例,将无人机低空摄影技术应
高速公路项目投融资工作进行中,积极引进PPP模式,可在政府和企业共担风险的管理模式下良好规避投融资风险,推进公路项目建设顺利有效开展,切实提升高速公路项目的整体水平。
随着全球经济发展、科学技术进步、医疗卫生水平提升和生活方式的转变,人类的寿命延长已成为一种必然趋势。长寿从人的心里角度来看是件很开心的事,但同时也是一种风险,尤其
“江山易改,禀性难移”这句话充分说明了,相对于外在的行为模式以及生活习惯所实现的改变,一个人内在的价值取向与行事标准就像天生的本性那样,几乎是无法改变的。这句话背后
随着社会经济的发展,人类面临着资源匮乏的巨大挑战。从长远看,能源短缺将是困扰人类发展的重大问题。然而,地球上最为丰富的可再生资源纤维素却没有得到充分的利用。因此,纤
大数据时代,公民个人非敏感信息日渐呈现出数据资源贡献与数据资源受害的双面脸谱,公民个人非敏感信息刑法保护的现实需求与日俱增。《最高人民法院、最高人民检察院关于办理
作为继铜氧化物超导体之后的第二类高温超导体,2008年发现的铁基超导体迅速引发了新一轮超导研究热潮。与铜氧化物类似的是,铁基超导体同样具有层状结构。理论计算表明,该结