基于5d电子的新型超导材料及其自旋-轨道耦合引起的新物理
摘要：通过电阻率的测量得到非中心对称超导材料 PbTaSe2中温度变化与上临界场的关系，最低温度为0.5K。低于Tc的整个温度范围内，Hc2-T图像呈明显的正曲率关系。在温度范围为5Kle;Tle;350内赛贝克系数S（T）符号为负，随着温度变化幅度小且与温度呈非线性关系。超导的转变温度Tc在高压下呈非单调性，0~1Gpa随着压强的增大而下降，大于1Gpa又随之增大
关键词：非中心对称材料PbTaSe2； Hc2-T图像； 高压下非单调
一、文献综述
超导是一种宏观量子现象, 费米面上动量相反的电子配成对, 同时建立长程的位相相干进而发生凝聚, 其结果是超导体在临界温度下电阻的消失(零电阻)和对磁力线的排斥(完全抗磁性). 在正常金属中, 电子在一个充满各种振动的背景中运动, 最普通的是晶格的振动. 晶格的振动模可以被一种称为“声子”的元激发进行描述. 电子和声子碰撞后损失了动能进而导致能量的损耗. 这也就是正常金属在有限温度下电阻的来源. 然而在零温极限下所有的振动模式都停止了(不计量子涨落), 所以一个干净的系统中能量的损耗和电阻率都是为零的. 对于一个超导体而言, 费米面上的电子两两吸引形成束缚对, 这种束缚的电子对被称为库珀对. 库珀对服从玻色统计,在临界温度(Tc)下发生凝聚. 这种凝聚态具有很长的相干长度, 因而对晶格振动导致的局域散射不敏感,所以输运上并不损耗能量, 电阻率可以在较高温度(Tc 以下)保持为零. 与此同时, Ⅱ类超导体具有在很高的磁场下承载巨大电流密度的优越性能, 人们因此对高临界温度的新超导体充满了期望。
文献[2]简要地回顾了LaFeAsO体系中材料的探索、制备以及设计, 另外在理论和实验上对其超导机理的认识也给予了介绍和总结. 最后基于实验数据, 对铁基超导体和铜氧化物高温超导体的重要物理参数进行了比较, 同时展望了这种新超导体的应用前景。
探索新型超导材料在超导材料研究中始终起着关键的作用, 同时也是一项高风险、高投入的研究工作。自1911年荷兰物理学家卡麦林· 昂尼斯发现汞在4.2K附近的超导电性以来, 人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表, 从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。1986年, 德国科学家柏诺兹和瑞士科学家穆勒发现了新的金属氧化物超导材料即钡镧铜氧化物( La-BaCuO)，其Tc 为35K, 第一次实现了液氮温区的高温超导。铜酸盐高温超导体的发现是超导材料研究上的一次重大突破, 打开了混合金属氧化物超导体的研究方向。而在从2008 年2 月末F 掺杂的LaFeAsO 被报道有26 K 的超导电性后, 基于此体系材料的超导转变温度在短短几个月中被迅速地提高到55 K, 很多新超导体被发现, 同时人们对具有更高临界转变温度的新超导材料充满希望。
