Ba1-xKxBiO3超导单晶合成及其磁通动力学研究

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Ba1-xKxBiO3(BKBO)超导体是继铜氧高温超导体之后发现的非铜基的高温超导体之一,其与铜氧超导体的母体都是钙钛矿结构,但是铜氧超导体具有复杂的二维层状结构,而BKBO超导体具有很好的三维特性,结构较简单;同时,BKBO超导相干长度也大于铜氧超导体,超导转变温度在30K左右,所以这种材料既具有基础科学研究的意义,同时又具有潜在的实用价值,比如运用在一些量子器件上。  本论文的第一部分首先介绍了BKBO的发现过程,并对BKBO的研究进行了综述性的介绍,最后介绍了磁通动力学的相关知识和BKBO物理上的研究现状。  论文第二部分介绍了BKBO样品的合成方法。由于通过多晶合成的样品质量不高,我们利用熔盐阳极沉积法来合成BKBO单晶,并探究了电流、生长时间、生长气氛等方面对样品形貌、大小、质量的影响,通过一系列的实验我们得到了制备高质量BKBO单晶的条件,为下一步研究其物理性质提供了保障。  论文第三部分介绍了对BKBO单晶的表征,并着重介绍了Ba0.66K0.32BiO3+δ单晶的磁通动力学的研究。通过对其磁滞回线的测量,我们发现其在很宽的温度范围内都出现了第二峰效应,并对其第二峰的原因进行了分析。从Ba0.66K0.32BiO3+δ单晶归一化的钉扎力密度上,我们发现只有一种钉扎力密度中心,说明只有一种钉扎中心,所以可以排除是不同钉扎机制之间的竞争造成的第二峰效应。通过对其动态弛豫率的分析,我们发现其第二峰效应可能和磁通运动的动力学效应有关。通过集体钉扎理论分析,我们得出了样品本征钉扎势很小,并具有很高的玻璃指数等特点。最后我们给出了样品的磁通相图,从上临界场和不可逆场两条曲线靠的比较近,说明此样品中钉扎力较强,热涨落较小。  论文第四部分介绍了铁基超导体母体之一的CaFeAsF1-x(Ca-1111)单晶的制备。其面内电阻在高温端显示了一个半导体行为,在温度小于T=119 K,电阻率会剧烈衰减,在T=119 K左右,电阻上会出现一个尖峰,这可能与电子和反铁磁自旋涨落间的强耦合效应有关。另一方面我们通过对名义组分为CaFeAsF0.8的单晶进行高压测量,发现与合成名义上含氟量更少的CaFeAsF0.5单晶样品的电阻行为类似,自旋密度波被压制并在低温端出现与超导电性有关的电阻下降,这说明单纯的F缺位很可能会导致Ca-1111超导。另外我们对名义组分为CaFeAsF0.8的单晶样品进行了霍尔和磁阻的测量。通过对霍尔测量,在温度低于119K时霍尔系数是正的。通过对其磁阻的测量,我们发现其磁阻和磁场的关系曲线标定之后并不能用Kohler定则加以标度,这可能是由于体系中的多带效应引起的。  第五章是全文的总结。
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