具有超导和其它有序相的过渡金属化合物的核磁共振研究

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最近,经掺杂或加压,在过渡金属化合物RuP、MnP和ATi2Pn2O(A=Ba、Na2,Pn=As、Sb)中发现了超导电性。超导现象被认为与铜氧化物和铁基超导体类似,都出现在和其它有序态竞争的量子临界附近。同时,这些化合物表现出丰富的相变性质。核磁共振手段是一种探测局域电子状况的实验手段,能给出费米面附近的态密度和自旋动力学方面的信息。本论文主要利用核磁共振手段探测上述三种关联电子体系的电子状况。  首先在绪言部分综述了关联电子理论和非常规超导电性的主要概念,第二章介绍了固体核磁共振的物理原理和相关实验技术。后三章分别总结了三个材料体系的研究状况,分析了核磁共振的实验结果。RuP和MnP都具有复杂的三维结构特征,前者表现了电荷有序态,后者表现了丰富的磁有序态;超导分别出现于电荷有序和磁有序的量子临界附近。核磁共振实验表明RuP表现出电荷密度波相变(CDW),相变导致Ru的4d电子在不同晶格位置的电荷密度重布,引致NMR谱线的变化。伴随相变的能隙打开行为压制了奈特位移与自旋—晶格弛豫率,相变之后的低温区显示了费米液体行为。MnP分别在290K和50K附近进入铁磁序和双螺旋反铁磁序。核磁共振实验表明,在2 GPa的压力下,至少160K高温仍然表现出螺旋磁性相,而铁磁相被压制。Na2Ti2As2/Sb2O具有二维层状结构,输运性质的测量表明有密度波相变发生。对Na2Ti2Sb2O单晶,NMR谱线形状及谱峰位置表明相变没有导致内磁场的产生。1/T1T随温度下降在相变温度附近出现急剧的降低,表明能隙打开的行为,态密度显著丢失。更低温度显示费米液体行为。这些结果表明可能发生了CDW相变。对Na2Ti2As2O粉末的75AsNMR测量表明,谱线形状在320K相变附近有明显变化。从300K下降至50K,1/TT的值持续降低,显示了宽温区范围的态密度丢失;在更低温度,其值随温度降低而增大,可能来自于磁性涨落的增强。
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