一、高温有机超导的可能性（论文文献综述）
李淑甲[1]（2021）在《高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化》文中进行了进一步梳理压力可以调节原子间距,加强相邻电子轨道的耦合程度,从而诱导材料的电子自旋状态、电子相互作用、电荷密度分布、能带结构等发生改变,这些微观电子结构的变化都可以通过材料宏观的电输运行为呈现出来。通过施加外部压力,诱导材料的晶体结构和电子结构发生奇异变化和新物象产生,可以极大地拓宽材料研究的维度,对于解决凝聚态物理中一些重要的问题,如对超导电性、拓扑结构、电荷和磁有序等现象的理解也有着十分重要的意义。本论文着眼于压力对材料超导电性、电荷分布和形貌依赖的导电性等几种与电输运有关的特殊性质的影响,基于金刚石对顶砧高压实验装置,利用高压X射线衍射、拉曼散射、电输运测量、电镜等探测技术,对几种代表性材料的高压下电输运和结构的演化行为进行研究,获得了一系列创新研究结果:1、研究了自旋阶梯型铁基化合物Ta Fe1+yTe3在高压下超导性和自旋的演化。在压力作用下,Ta Fe1+yTe3在～3GPa时经历了由反铁磁到铁磁序的自旋翻转,相变时强烈的自旋涨落诱导产生了超导相。铁磁序和超导电性共存至10GPa,之后长程磁有序消失,超导明显增强(Tsc升高),在26GPa出现最大超导转变温度Tsc=6.1K。高压结构研究表明,在Ta Fe1+yTe3中高压在不引起结构变化的情况下能独立调节材料的自旋结构和超导态,材料的磁有序态和超导态之间展现出既共存又相互竞争的复杂关系。我们的发现为理解铁基阶梯化合物中超导、磁性、晶体结构相互作用提供了新的实验依据。2、研究了层状电荷密度波材料1T”-Nb Te2在高压下电荷密度波和结构的演化。通过高压电输运、拉曼光谱、X射线衍射的原位检测,发现材料在20GPa左右出现了电荷密度波的崩溃,导致电子相互作用变弱和材料的能带拓扑结构发生了变化。电荷密度波的崩溃还伴随着晶体结构的变化,层内金属原子的聚合状态由三聚态变成了二聚态,不同于在其他过渡金属硫化物中观察到的压力对层间结构的调制,1T”-Nb Te2中压力是实现了对层内结构的调制,这是此类材料中新的结构相变机制。我们的研究有利于加深压力对二维材料中电荷密度波的调制以及电荷密度波与晶体结构之间的耦合作用的理解。3、对亚微米尺寸的催化材料Cu2O高压下相貌依赖电学性质和力学性质进行了研究。立方体、截角八面体和八面体Cu2O的电学性能表现出不同的压力依赖性,这是由于氧在Cu2O不同晶面上的选择吸附性和压力对材料表面/界面状态的调制共同作用导致的。在0.7-2.2、8.5、10.3和21.6GPa时电阻率的异常变化由压力诱导的结构相变造成。压致纳米化导致在15GPa时立方体和八面体样品,以及20GPa时截角八面体样品电阻率的急剧下降。截角八面体的力学性能优于立方体和八面体,这也为Cu2O在相关条件下的实际应用提供了依据。
陈雪婷[2]（2021）在《嵌入式LaCoO3/YBa2Cu3O7-x异质结构的制备及其电磁性能的研究》文中提出在铁磁体/超导体异质结中,由于铁磁序和超导序互相竞争的关系产生了许多新奇的物理现象,这些现象在高温超导及存储器件等领域具有巨大的应用潜力,因此备受研究人员关注。该领域目前主要集中于铁磁体/钇钡铜氧（YBa2Cu3O7-x,YBCO）异质结对垂直于YBCO的Cu-O超导层的超导性能影响研究,而研究平行于YBCO的Cu-O层影响的异质结构用传统方法难以制备,因此铁磁体/YBCO异质结构对平行于Cu-O层的超导性能影响研究还鲜有报导。本课题结合感光溶胶凝胶法和双层图形化套刻工艺制备出了LaCoO3铁磁点阵/YBCO薄膜嵌入式异质结构,通过对薄膜的微观形貌、微图形化、电学以及磁学等性能的表征及分析,研究了嵌入式异质结结构的电磁性能影响。本文的主要研究工作如下:（1）利用感光溶胶-凝胶法制备了具有感光特性的钴酸镧（LCO）溶胶,通过优化凝胶膜的微细图形化工艺（包括预处理条件、紫外曝光时间、溶洗工艺等）,成功得到了不同形状的微米级图形。此外,从热处理温度、单晶衬底上对LCO薄膜的微观形貌等特性进行了优化,在850°C热处理的（001）LaAlO3衬底上获得了均匀致密的外延LCO薄膜。（2）对感光YBCO溶胶的微细图形化工艺进行了探索,在800℃的烧结温度下,得到了 c轴取向的具有微细结构的YBCO/LaAlO3外延薄膜。设计了多种微细结构的双层套刻掩模版,结合LCO和YBCO微细图形加工工艺,利用紫外掩模法制备了 LCO点阵大小分别为5 μm、20 μm、50μm和100μm的LCO点阵/YBCO复合薄膜,通过控制LCO点阵高度略高于YBCO层厚度（平均值在98 nm-109 nm之间）,成功的实现了点阵嵌入式的异质结结构。（3）研究发现,LCO点阵嵌入YBCO薄膜对临界温度Tc没有明显影响。无磁场时,小尺寸点阵嵌入YBCO薄膜中均会降低YBCO的Jc和临界电流值Ic。在外加磁场下（0 T-3 T）,与YBCO薄膜相比,LCO点阵/YBCO复合薄膜延缓了Jc与Ic的衰减速度,证明了嵌入式异质结结构能有效地调控超导特性。在0 Oe磁场时,20 μm LCO点阵/YBCO复合薄膜的V-I曲线相较其他样品,临界电流值Ic增加。
李文龙[3]（2021）在《高温超导与常导混合电磁悬浮系统的电磁设计与分析》文中指出针对目前常导磁吸式电磁悬浮系统中存在的常导线圈耗能严重、磁体易发热,悬浮间隙过小导致轨道造价过高等问题,结合第二代高温超导带材YBCO载流性能不断提升、制备成本不断降低的发展趋势,在长沙磁悬浮快线现有常导电磁铁结构的基础上,对常导电磁铁进行改进,提出高温超导与常导混合悬浮的设计方案。本文对应用于磁浮列车的高温超导与常导混合悬浮电磁铁基本单元进行了结构设计,利用有限元仿真软件对其悬浮性能进行电磁分析;设计并制作了混合悬浮电磁铁的实验装置,配套设计并搭建了悬浮力测量实验平台,对混合悬浮电磁铁实验装置进行了悬浮力的实验测量;通过将仿真结果和实验结果进行对比,验证了混合悬浮电磁铁设计方案的可行性。本文介绍了两种利用有限元仿真软件ANSYS Maxwell的场计算器预判高温超导磁体临界电流的方法。通过对设计的混合悬浮电磁铁超导磁体表面垂直磁场的分布情况进行仿真求解,结合高温超导带材在垂直磁场下临界电流的衰减特性曲线,计算出超导磁体的临界电流,并得出结论:设定的超导磁体通流范围完全满足安全运行的要求。此外,对设计的高温超导与常导混合悬浮电磁铁的悬浮性能与能耗情况进行了评估,通过评估得出结论:所设计的混合悬浮电磁铁可以完全满足系统的悬浮承载要求,且相较常导电磁铁其具备很大的节能优势。本文在设计混合悬浮电磁铁实验装置的过程中对电磁铁的铁芯结构进行了优化设计,提出了较U型铁芯结构性能更优的W型铁芯结构,W型铁芯相较U型铁芯在降低线圈材料使用、节约成本以及提升悬浮力等方面更具优势;设计并加工了一套高温超导与常导混合悬浮电磁铁的实验装置,并对超导磁体的临界电流进行测量,通过将测量结果与仿真结果进行对比分析,验证了利用有限元仿真软件ANSYS Maxwell对超导磁体临界电流进行预判方法的可行性与准确性。本文设计并搭建了悬浮力测量实验平台,对特定悬浮工况下悬浮电磁铁的悬浮力进行实验测量,并将测试数据与仿真结果及理论计算公式进行对比分析,实现了悬浮力理论计算公式,悬浮力有限元仿真计算以及悬浮力实验测量三者之间的相互验证。最终得出结论:利用高温超导与常导混合悬浮电磁铁来替代常导电磁铁具有较高可行性。综上,本文认为所提出的高温超导与常导混合悬浮方案有较高的可行性,有必要在未来进一步对其悬浮控制系统及背景磁场下的交流损耗等问题进行研究。
万胜堂[4]（2021）在《拓扑超导材料的超导机制和磁通退火效应的核磁共振研究》文中提出根据导电性能的不同,材料可分为导体和绝缘体。拓扑超导体（Topological superconductor）是根据这一新标准划分的一种与众不同的超导体。拓扑超导体的外部有一个厚度约为1nm受拓扑保护的金属态,内部则是超导态。近来,拓扑超导材料的超导机理仍存在争议,因此有必要在原子尺度上研究其内部微观机制,而核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）就是这样一个有力的手段。NMR技术是指材料中原子核在外磁场中被相应频率的电磁波辐射时,核自旋吸收电磁辐射的能量并过渡到高能状态。固体核磁共振技术由于能从核自旋的角度探测材料的物理性质,具有准确、快速、分辨率高等优点,被广泛应用于探测材料的性质和研究材料性质变化的物理机制。本文的工作主要有三个部分。第一部分,是利用共振频率的方法测量了拓扑超导材料Sr0.15Bi2Se3在不同磁场方向的超导转变温度Tc,并且利用了核磁共振技术来探索拓扑超导材料Sr0.15Bi2Se3中的超导机制。通过观测LC振荡电路的频率来测量样品的超导转变温度,所引起的电路谐振频率变化,成功测量出了拓扑超导材料Sr0.15Bi2Se3的超导转变温度Tc和上临界场HC2（T）,在零磁场时测得拓扑超导材料Sr0.15Bi2Se3的超导转变温度Tc为2.2K,与其他课题组报道出来的超导转变温度是一致的。之后又测量了不同磁场方向上的超导相图,发现样品超导性质存在各向异性,当磁场方向与样品c轴成45度时,同样的磁场大小时有更高的Tc。上面的测量结果证明了所使用的新型共振频率技术,是可以用于拓扑超导体物理性质测量的。此外,利用核磁共振光谱以及奈特位移（Knight shift）来研究这种拓扑超导材料中的超导机制。在样品超导转变温度附近测量了核磁共振光谱,通过对核磁共振光谱以及奈特位移的分析,发现测得的奈特位移在超导转变温度附近几乎不随温度下降而改变,未观测到三重态存在的证据。本文的第二部分是关于潜在新型拓扑超导材料制备的一个探索,通过熔融状态下进行退火的方法在拓扑绝缘体BhSe3的母体上进行了 Mo元素的掺杂,制备得MoxBi2Se3。通过XRD表征,证明了制备得到了纯净晶体结构的MoxBi2Se3样品;通过EDX表征,测得样品化学比份为Mo0.3Bi2Se3。第三部分是关于高温超导材料铜氧化物PCCO（Pr2-xCexCuO4-y）的核磁共振研究。这里我们报告一个利用稳态连续射频信号观测磁通涡旋晶格退火现象。在实验中,利用耦合天线互感技术,将连续波信号输入到储能电路。通过测量谐振回路相位的变化,从而表征超导样品中磁通晶格退火行为。这种相位测量方法的优点在于连续波信号的幅度和长度灵活可调,而传统的自旋回波脉冲测量中脉冲信号参数范围受到回波测量的约束,因此新方法可以对参数空间进行广泛的探索,更加有利于研究高温超导材料中的磁通动力学性质。
李鹤飞[5]（2021）在《氢化物和硼化物超导体的理论设计与物性研究》文中研究指明超导体在多个领域具有潜在的应用前景和显着的学术价值,相关研究一直是凝聚态物理领域的焦点研究课题之一。近期,研究发现H3S的超导转变温度可达203 K,而LaH10的超导转变温度更高达250-260 K,这些高温超导体的重要发现为常规超导体的设计提供了重要契机,引领了氢化物的超导研究,发表了大量的理论和实验的学术工作。根据传统超导微观理论可知,材料的超导转变温度与其德拜温度可成正比,而德拜温度与物质质量成反比,所以通过对氢等一些轻质元素进行研究有望获得较高的超导转变温度。与其它典型碱金属元素不同,氢元素在常压下形成分子相,氢分子晶体是绝缘体。尽管如此,利用高压等外界条件进行研究,通过缩短氢原子间距,形成的高致密金属相结构,是高温超导体的有力候选结构。然而,金属氢的实验制备极具挑战,因此富氢化合物的研究吸引了大量科学工作者的广泛关注,这是因为在富氢化合物中氢元素处于“预压缩”状态,这使得体系的金属化压力被显着降低。不仅如此,该类化合物所形成的高密度相具有强的声子振动频率和大量电荷占据费米能级,显着增强了电子和声子的耦合,这是形成常规超导体的必要因素。因此,极有可能在富氢化合物或者轻质元素化合物中寻找到转变温度较高的超导材料。本文选取Ta-H、Th-H以及B-O等三种典型的轻元素化合物体系,使用了课题组自主研发的CALYPSO晶体结构方法和软件,结合基于密度泛函理论的第一性原理计算,进行了一系列的示范性研究,获得了如下创新性研究成果:首先,在100-400GPa对Ta–H体系的高压晶体结构进行了系统探索。在100GPa下发现了新型金属性单斜TaH5化合物,且在更高的压力下,发现了稳定的更富氢的TaH10,TaH14和TaH16等化合物。这些金属性富氢化合物的发现预示了Ta-H体系可能在高压下具有高的超导转变温度。据此,我们利用基于密度泛函微扰理论的电-声相互作用计算方法在100 GPa研究了TaH5的超导电性,结果表明TaH5的超导转变温度下为23 K。进一步又在300–400 GPa下对TaH10,TaH14和TaH16开展电-声相互作用计算,发现C2/m-TaH10的超导转变温度为91K,而C2/m-TaH14的超导转变温度为70 K,I4/mmm-TaH16的超导转变温度更是在400GPa时达到了195 K,接近了H3S的超导转变温度。这些结果表明,在极端压力下,具有较高超导转变温度的TaH16可在Ta-H体系中存在稳定,为高温超导材料的设计提供了理论知识储备。其次,我们研究了Th-H体系的高压结构与超导电性。早在20世纪70年代,实验科学家就对二元金属氢化物的超导电性展开了研究,发现在常压下含氢量最为丰富的Th4H15是超导体,其超导转变温度为9 K。因此,能否在Th-H体系中寻找到其它具有更高超导转变温度的超导体是一个值得探索的科学问题。我们的结构预测结果表明Th H3和Th2H7在常压下既是热力学稳定且呈现出金属性的。但由于氢元素仍然以分子的形式存在,电-声相互作用计算结果表明它们的超导转变温度分别只为6 K和0.4 K,仅与Th4H15相当。为了探索潜在的Th-H高温超导体,我们在更高的压力下展开了结构搜索,发现了一个可以在高压下稳定存在的富氢化合物Th H18。该化合物具有奇特的H36笼结构,其H–H键长在0.98–1.2（?）之间,接近氢原子相的1.0（?）,表明Th H18可能具有高超导转变温度。电-声相互作用计算从理论上证实了Th H18为潜在的高温超导体,其超导温度可达221 K。我们也提出了可将Th H18作为原型结构,用其它与Th具有相似原子半径和电负性的金属原子进行替换,从而有望获得更多高温超导体备选材料的设计方案。最后,我们设计了二维超导类硼烯材料B2O,并研究了拉伸应变对其电子性质、力学性质和超导电性的影响。二维超导材料在超导微纳器件中具有重要的潜在应用价值,如更小的便携式磁共振成像仪和在高精度的微型磁场探测器上实现单自旋的探测和控制等。目前,二维超导材料因其丰富的物理性质和潜在的应用价值已成为备受关注的前沿领域。硼烯是少有的金属性单原子层厚的二维材料,理论预言其超导温度可达10–20 K。但由于硼烯无法独立存在,需要设计可稳定存在的类硼烯材料以探索其在纳米电子学和超导微纳器件中的应用。基于第一性原理计算,我们设计了一个金属性类硼烯二维材料B2O,并发现此材料可以通过机械剥离法从范德瓦尔斯层状B2O体相材料中制备而成。通常情况下的单层B2O具有良好的力学性质,其杨氏模量可与石墨烯相比拟,更是在x和y方向上要优于单层硼烯材料,在y方向上要优于多层硼烯材料。其泊松比与单层硼烯相当但大于多层硼烯材料。电-声相互作用计算表明单层B2O依然具有超导电性,其超导转变温度为4.62 K,与硼烯类似。考虑x方向的拉伸应变后,单层B2O的泊松比由正变负,增强了其抗断裂能力,改善了其机械性能,可望提升其在复杂应力条件下的适用性。更重要的是,单层B2O的超导电性因为电声耦合的增强也得到了提升,超导转变温度升高至5.89 K。单层B2O的发现为设计基于硼烯的稳定二维超导材料并探索其在纳米电子学和超导微纳器件中的应用提供了参考。
李建[6]（2021）在《铁基超导体中新奇电子态的核磁共振（NMR）研究》文中提出对电子-电子关联效应的理解是现代凝聚态物理的核心问题和主要任务。伴随电子关联而来的多种自由度间错综复杂的耦合可导致丰富的竞争或合作的有序态,形成复杂多变的相图。本论文以系列铁基超导体作为研究对象,利用脉冲核磁共振（NMR）技术来揭示和研究关联金属体系中出现的新奇物态,并分析了其可能对应的物理模型。首先作为结构最简单的铁基超导体,铁硒（FeSe）展现出了另类的相图演化,其中反常的电子向列序引发大量的研究且至今仍存在不少疑问。为此,我们对FeSe单晶开展了细致的NMR研究。我们合成了高丰度（98%）同位素57Fe的FeSe单晶样品,并首次同时测量了 57Fe与77Se的NMR谱图及自旋-晶格弛豫率。我们发现77Se与57Fe的奈特位移具有明显不同的温度依赖,在向列相中二者的奈特位移及自旋-晶格弛豫率的各向异性随温度的演化也不同。分析可知57Fe原子核可以直接反映Fe位的局域轨道构型,而77Se更多的受到3dxz,3dyz轨道态的影响。我们的实验揭示了 1.除了3ddxz,3dyz轨道的退简并,3dxy轨道在向列序中也发生了重构;2.FeSe具有洪特耦合诱导的轨道选择的电子关联,3dxy轨道的电子态在向列相中随着降温发生非相干到相干的渡越;3.非平庸的自旋-轨道耦合（SOC）效应导致FeSe的向列相中存在不小的局域自旋磁化率各向异性。这些结果表明FeSe中的电子向列相是一个自旋轨道纠缠的电子态,其中不同轨道的电子表现出不同的关联性并随着体系温度变化而出现相干-非相干之间的渡越。FeSe单晶在静水压下演化出了丰富难懂的相图且其超导转变相对于常压可被提高～4倍。另外,其中多种电子型有序间的竞争或合作效应一直是理论与实验关注的焦点,且不同实验手段的测量结果仍存在一些分歧。为此,我们对高丰度57Fe的FeSe单晶样品进行了低压范围内（pmax～2.1 GPa）细致的变压NMR研究。通过比对77Se与57Fe的NMR谱线随静水压的演化我们揭示了长期被遗落的低压下的磁有序预相变过程,而其超导转变与低温低能自旋涨落随静水压的演化表明超导配对机制也发生了相应的变化。另外,基于NMR实验证据,FeSe的电子态随静水压变化也会发生非平庸与磁有序相关的渡越,其中高压下的电子向列序就与FeAs类的具有显着自旋涨落及低温磁有序的向列序相类似。这些结果有助于进一步理解铁基超导体丰富电子性质的起源,并提供了建立统一的物理图像的视角。FeSe及其衍生类材料体系的超导转变具有高度可调性,而常压下FeSe单晶的超导态本身也具有许多非常规的奇异特性。之前的NMR研究由于射频加热效应未能对FeSe单晶的超导态进行完备的表征。为此,我们首次合成了高丰度（50%）同位素77Se的FeSe单晶样品并采用极低功率的射频脉冲对其超导态进行了系统的规避了射频加热效应的NMR测量。我们在所有外场取向下都观测到了与电子自旋磁化率相关的Knight位移的下降,这排除了手征p-波超导配对的可能性。此外,我们在FeSe超导态的磁通晶格中发现了大量的剩余态密度及极度的NMR谱线展宽,这些结果表明FeSe超导态的磁通晶格中出现了十分反常的束缚态。这些实验现象可能与FeSe超导配对处于Bardeen-Cooper-Schrieffer超流机制与Bose-Einstein凝聚（BCS-BEC）渡越区的特征相关,但仍需进一步的理论与实验研究。这些改进的NMR结果为相关理论模型提供了重要的限定及参考。铁基超导体的准二维特征使其十分易于解离、撕薄、插层和形成复杂的共生结构。我们利用NMR的位置选择性对复杂异质结构铁基超导体Ba2Ti2Fe2As4O不同层的物理性质进行了细致的研究。经过系统的角度依赖的NMR谱的测量,我们将之前一直未能确定的发生于～125 K之下的电子相变确认为[Ti2As2O]层中的二维特征的轨道玻璃态。另外,借助NMR的超高分辨率我们首次在该体系中揭示了更低温度下的轨道有序转变及其伴随的结构畸变。类似于电子向列相,其在低温下也出现了相互正交的有序畴区。我们在[Fe2As2]层中还观测到了磁有序与超导的共存。总之,该体系中出现的丰富的电子态使其可作为探索轨道调控及异质结构铁基超导体层间耦合作用物理性质的平台。更多的微观机理仍需大量的理论与实验上的努力。我们也初步的研究了重空穴掺杂的铁基超导体CsFe2As2中Fe位的NMR信号。相关实验证据表明该体系中存在明显的轨道选择的电子关联性以及可能的电子向列序或短程磁有序。另外,我们对系列低超导转变温度的FeSe单晶样品进行了系统的NMR表征。我们发现FeSe单晶的超导态正相关于低温下浮现的强的低能自旋涨落,而其与电子向列序似乎关系不大。这些研究对于厘清FeSe中电子态的本征行为以及主导各电子型有序的关键物理机制具有重要的指导意义。
王洪辉[7]（2021）在《拓扑和关联电子体系中新型热电材料的探索及其输运性质的研究》文中认为目前人类正面临着能源短缺和环境污染的挑战,热电材料作为一种可实现热能和电能之间相互转换的清洁能源,一直备受关注。自从热电材料概念提出以来,热电材料已经被人们研究了近百年。但是由于较低的热电品质因数即较低的热电转换效率,热电材料目前仍然不能被大规模的应用。热电材料的发展主要经历了两个阶段。第一个阶段是能带理论提出之后,人们有了半导体的概念,随着半导体领域研究的兴起,热电材料也有了飞跃的发展。第二个阶段是科学家们基于传统的窄带隙的半导体可能是好的热电材料的思想进一步提出了“量子约束”和“电子晶体声子玻璃”的概念。目前主要的热电材料仍然集中在窄带隙半导体中,而且近些年其热电品质因数增长缓慢,所以想要进一步增加热电材料的热电品质因数,需要新的材料体系或者新的物理驱动力。在本文中,我们主要研究了拓扑材料和关联电子材料的热电性能及相关输运性质。主要针对的材料体系是狄拉克半金属Cd3As2和关联电子材料EuMnSb2。在Cd3As2中,我们发现其具有强各向异性的磁热电品质因数。当磁场分别平行于[112]和[100]晶向时,最大的磁热电品质因数相差了接近2.5倍,其主要原因是强各向异性的磁阻,即在不同晶向达到量子极限所需要的磁场不同。磁场平行于[112]晶向的磁热电品质因数与零场下的热电品质因数相比,在最大值温度时,从0.2增加到了 1.19提高接近6倍。随后为了进一步提高Cd3As2的磁热电性能和研究其物理机理,我们生长了不同载流子浓度的Cd3As2样品,通过对量子振荡的数据的分析,我们得到了不同载流子浓度样品费米能级相对于狄拉克点的位置。通过电阻率、热电势以及热导率的测量,我们发现随着费米面远离狄拉克点,Cd3As2的磁热电性能逐渐增加,但随之其对应最大磁热电品质因数的磁场和温度也随着提高。我们也发现双极化效应/狄拉克液体行为可能是促使磁热电品质因数在低温达到峰值的原因。同时我们也发现在这个体系中由于小角散射导致体系有极小的洛伦兹常数。我们的研究阐述了磁场对于提高拓扑量子材料的热电性能的重要性和为研究拓扑量子材料的热电性能开辟了新的途径。在材料EuMnSb2中,我们发现了自旋熵增强的大的热电势,大的热电势只有在Eu2+反铁磁转变温度（TN）以上才能被观察到,并且在反铁磁有序态完全淬灭。此外,一个明显的磁场依赖的热电势仅仅在TN以上能被观察到,这进一步支持了在TN以上自旋熵增强了热电势。这个工作为通过引入自旋自由度来提高材料的热电性能提供一个新的范式。除此之外,在文章第五章我们也利用热输运对Mn（Bi1-xSbx）2Te4的反常输运行为进行了研究,阐述了双极化效应对拓扑绝缘体输运性质的影响。在文章最后一章我们对强磁场下FeSe的电输运行为进行了研究,阐述了强磁场对于研究FeSe超导机理的重要性。本文共分为以下六章:1.绪论在本章中,我们首先介绍基本的热电效应和磁热电效应（热磁效应）的原理,以及衡量热电材料好坏的热电品质因数的定义和其对应的能量转换效率,此外我们根据热电参数之间的耦合关系讨论了调节热电品质因数的基本方法和目前热电材料的发展状况、前景和重要意义。最后我们会介绍一下相对于传统半导体热电材料而言,探索新型热电材料（包括拓扑热电材料和关联电子热电材料）对于进一步改善材料热电性能现状的重要意义。2.拓扑半金属Cd3As2各向异性的磁热电性能热电材料能被用来进行热和电的相互转换。在这一章我们研究了拓扑半金属Cd3As2各向异性的磁热电性能。我们发现在磁场下功率因子的增加和热导的减少同时发生。从而导致热电品质因数有很大程度上的提高。与磁场平行于[100]晶向对比,磁场平行于[112]晶向时的热电品质因数增加的更加明显,在350K温度7特斯拉的磁场下,磁场平行于[112]晶向的热电品质因数增加到了1.1（0特斯拉磁场时=0.17）,大约增加了 6倍。针对实验数据,我们也进行了理论计算,理论计算结果认为热电品质因数剧烈的增加的本质来源于线性的狄拉克能带的特性和电子热导在总热导中占大的比重。我们的实验结果也为大幅度提高量子拓扑材料的热电性能开辟了一条新途径。3.不同载流子浓度的狄拉克半金属Cd3As2的磁热电性能基于第二章的实验结果,本章研究了不同载流子浓度的Cd3As2在磁场平行于[112]晶向时的磁热电性能。所有载流子浓度的晶体的磁热电性能都表现出随着温度的增加而增加,并且在达到一定温度时会由于热导的剧烈增加而达到了极大值。随着载流子浓度的增加,磁热电品质因数的最大值逐渐增加,同时对应最大值的温度、磁场也逐渐增加。我们也论述了高温热导的反常增加的可能原因是双极化效应或者是狄拉克液体行为。最大的热电品质因数出现在450K,9特斯拉的磁场下,其数值是1.24。大的磁热电性能出现的原因除了线性色散的能带以外,小角散射以及电子热导在总热导中占主导也起到了重要作用。本章的实验结果将有助于优化量子拓扑材料的热电性能。4.在反铁磁EuMnSb2中自旋熵增强的大的热电势对于传统的热电材料（半导体热电材料）一般我们只考虑电荷和晶格自由度作为决定材料热电性能的关键因素。在强关联材料体系中,通过引入电子与电子之间的相互作用,自旋/轨道自由度被预测可以显着的提高材料自身的热电势。然而,自旋熵增强的大的热电势的直接证据在实验中仍然难以找到。在这一章中,我们在反铁磁体EuMnSb2中成功地观察到一个由自旋熵增强的大的热电势。只有在Eu2+形成的反铁磁转变温度（TN）以上才能观察到大的热电势,并且大的热电势在进入Eu2+形成的反铁磁有序态时完全淬灭,这明确表明了 Eu2+的自旋熵是TN以上大的热电势的起源。此外,一个明显的磁场依赖的热电势仅仅在TN以上被观察到,这进一步支持了在TN以上自旋熵增强了热电势。通过测量Eu2+的自旋熵,Eu2+的自旋熵和磁场依赖的热电势之间的紧密关联也被揭示。本章的工作将为通过引入自旋自由度来提高材料的热电性能提供一个新的范式。5.反铁磁拓扑绝缘体Mn（Bi1-xSbx）2Te4中双极化效应诱导的反常电阻行为MnBi2Te4作为第一种本征的磁性拓扑绝缘体已经吸引了广泛的关注。但是由于其本身是重电子掺杂的,很难去观测其表面态的性质以及进一步电子应用,所以我们必须调控其载流子浓度。在这一章,我们系统的研究了Mn（Bi1-xSbx）2Te4（0<x<0.51）单晶的电阻率,热电势以及热导率。我们发现随着锑含量的增加,载流子浓度在室温能被连续调控从-9.47×1019到5.21×1019cm-3。在费米能级位于体态能隙中时,电阻率,热电势以及热导率在确定的温度T*附近都表现出反常行为。我们的实验结果认为双极化效应可能起到重要的作用在拓扑绝缘体中（费米能级位于能隙内）。6.FeSe单晶强磁场下的电输运行为理解正常态电子的性质是至关重要的对于理解非传统超导体的超导机理。在这一章,通过对FeSe单晶施加高达37特斯拉的强磁场,在超导被完全压制后我们观察到了正常态的输运性质。正常态电阻在低温表现出费米液体行为。在磁场平行于c方向,在向列液晶相转变温度以下观察到了大的轨道磁阻,在磁场平行于ab面时,轨道磁阻几乎为0。在10～25K以下轨道磁阻表现出反常的减小,同时违反了科勒定则,这可能是和自旋涨落相关的。我们的实验结果认为:自旋涨落在正常态输运中起到重要的作用,尽管在低温表现出费米液体的行为。
杨易霖[8]（2021）在《高压下铷硼化合物结构及性质的第一性原理研究》文中进行了进一步梳理金属硼化物常表现出超导、超硬等优异的物理性质,它的相关研究在基础科学领域和工业领域都得到了广泛关注。前期工作表明,碱土金属硼化物MgB2是典型的Bardeen-Cooper-Schrieffe（Bcs）传统超导体,并在常压下创造了传统超导体超导转变温度39K的纪录。除此以外,部分过渡金属硼化物因其三维共价网络展现了优异的超硬特性。因此设计出新型硼化物,探索其内在物理性质,将有助于加深对其相关物理化学性质和潜在物理机制的理解。在本工作中,我们使用先进的粒子群结构预测方法结合第一性原理计算,对凝聚态Rb-B系统在广泛的化学配比范围内进行了示范性的研究,并得到了以下创新结果。发现了三个热力学与动力学稳定的化合物六方晶系的RbB、单斜晶系的RbB3以及立方晶系的RbB6,它们分别在超过6.8、50和2.5Gpa的压强下稳定。RbB6在14.5Gpa时从立方结构转变为正交结构,然后在70Gpa时转变为单斜结构。电子性质的计算表明,六方晶系的RbB、单斜晶系的RbB3都是金属相,而RbB6随着压强的增加,经历了从金属到半导体,然后再到金属的转变。进一步理论计算表明,RbB6是一种声子媒介的超导体,在常压下的超导临界温度为7.3-11.6K。此外,Rb-B的硬度测算展现了硼化物固有的硬度特性,估算的维氏硬度最高约为28Gpa。
李志鹏[9]（2021）在《高温超导带材涂层结构局部脱粘后的电磁力学分析》文中认为高温超导材料具有较高的临界转变温度、较高的载流能力及较低的交流损耗,因而备受科学界及超导工程技术领域的关注,使其成为能够在液氮温区强电应用最具希望的超导材料,可望在未来超导电缆、超导发电机、超导变压器、超导限流器、STATCOM等电力设备中得到广泛应用。然而,超导带材的多层结构属性以及应用中出现的局部脱粘等问题极易引起其输电性能及力学性能的退化,针对其局部脱粘引起的电学及力学性能的研究就显得至关重要,基于此,本文开展了以下两个方面的研究工作。首先,研究了受外部磁场激励YBCO高温超导带材在超导层局部脱粘后的电磁力学响应。基于超导临界态Bean模型和弹性力学平面应变方法,给出了超导薄膜内正应力与基底界面处切应力相关联的控制方程,基于数值方法研究了超导薄膜内的正应力及基底界面处的切应力随外部磁场的变化规律。结果显示:在脱粘区域附近,超导薄膜内的正应力和基底-薄膜界面处的切应力急剧增大,该正应力及切应力极易引起超导层的进一步脱粘。同时,剪切应力在结构边缘处出现极值。基底材料的属性,特别是杨氏模量对结构内的应力影响显着,在软基底材料结构中,超导薄膜内出现较大的正应力,而基底材料较硬时,在基底-薄膜界面处出现较大的剪切应力,这些因素均会引起超导涂层结构的力学及电学性能的退化。其次,研究了受电流-磁场共同激励下具有局部脱粘的YBCO高温超导带材超导涂层结构的力学行为特性。基于临界态Bean模型,运用线弹性理论及平面应变方法,给出受同比例上升以及下降的传输电流与外部磁场共同作用下,超导薄膜内的电流及磁感应强度的分布特征,通过分析基底-薄膜结构受磁通钉扎力作用时的受力状态,给出了基底-薄膜结构内的力学平衡方程,进而通过数值计算分别给出了超导薄膜内的正应力及基底-薄膜界面处的剪切力大小及分布。并详细讨论了电磁场的变化、超导涂层局部脱粘的存在及基底材质的不同对薄膜内正应力及界面处剪切应力分布的影响。结果表明:当超导体仅受传输电流或仅受外加磁场作用时,除脱粘区域外,其体内的正应力和界面切应力在结构两侧上呈左右对称及中心对称分布;当传输电流和外加磁场共同作用时,超导薄膜内的正应力和界面处的剪切应力在右侧要显着大于左侧;且对于具有较硬基底的超导薄膜,受基底约束作用较强,其体内的正应力呈减小趋势,而界面处的剪切应力呈增大趋势;此外,由于局部脱粘的存在,使得薄膜中的正应力及界面处剪切应力在其附近发生急剧变化,出现应力集中现象,这可能会造成裂纹的进一步扩展,进而导致超导带材的载流特性发生改变。
杨超[10]（2021）在《人工纳米结构高温超导绝缘相变研究》文中进行了进一步梳理自发对称破缺与元激发是凝聚态物理的基石,在此基础上的相变以及临界现象是凝聚态物理的经典阐释,如超导相变、超流相变、铁磁相变等都可以在朗道热力学相变的理论框架下进行理解。随着理解的深入,两类相变被认为是超越了与自发对称破缺有关的朗道相变的范式,一类是拓扑相变,另一类是超导-绝缘体相变等所代表的量子相变。在二维超导体系中,绝对零度下的基态除超导态和绝缘态外,量子金属态是否存在是国际学术界三十多年来悬而未决的难题;以及在高温超导体系中,量子临界区的奇异金属与普朗克耗散也是凝聚物理学的研究热点。以此为背景,本文在人工纳米多孔结构高温超导钇钡铜氧（YBCO）薄膜中,系统地研究了超导-量子金属-绝缘相变,首次完全证实了量子金属态的存在,并详细研究了量子临界区标度不变性的性质,并首次在玻色子体系中发现了奇异金属态,揭示了耗散对量子体系的影响,主要包括以下三个方面:（1）通过转移纳米蜂窝结构的多孔氧化铝（AAO）模板到高质量的高温超导YBCO薄膜上,采用反应离子刻蚀方法制备YBCO多孔薄膜。通过调控反应离子刻蚀时间,实现了YBCO多孔薄膜的超导-量子金属-绝缘相变。量子金属态存在的直接证据是体系的电阻随着温度降低表现出饱和特性,YBCO多孔薄膜的电阻饱和温度高达5 K,远远高于常规超导体系,提升量子金属态的稳定性和实验结果的可信度。调控YBCO多孔薄膜的无序度绘制了超导-量子金属-绝缘相变的完备相图。（2）通过系统的极低温变磁场下的电学输运测试,发现超导态、金属态与绝缘态这三个量子基态都有与库珀对（玻色子）相关的h/2e周期的超导量子磁通振荡,表明量子金属态与载流子为费米子的传统金属不同,是玻色金属态,因此揭示出玻色子对量子金属态的形成起主导作用。本论文通过测试不同量子态的量子振荡振幅随温度的变化系统研究了量子相位相干性衍化。实验发现,具有量子金属态效应的YBCO多孔薄膜,量子振荡振幅随温度的降低先迅速增大然后在低温下饱和。进一步分析揭示出振荡振幅饱和对应于相位相干长度饱和,是量子金属形成的一种可能的机制。振荡在低温下饱和可能来源于某种退相干机制或耗散效应。此外,在量子相变点附近的绝缘态观测到了h/4e量子振荡的实验迹象,这种h/4e量子振荡可能揭示了一种新颖的量子态（Charge-4e态）,与配对密度波有关,由条纹超导态激发导致。（3）本文进一步发现了在YBCO多孔薄膜中的量子临界点附近存在奇异行为,表现为电阻随温度线性变化,称为玻色奇异金属态。与费米子（奇异金属态）的散射频率1/τ到达普朗克耗散极限k BT/?类似,通过线性电阻温度曲线的斜率,计算出玻色载流子的弛豫频率也到达了普朗克极限,这说明普朗克耗散是普适的,超越粒子统计规律的。在量子临界区附近的磁电阻也是线性,且满足标度不变特性,揭示了耗散过程在玻色子的量子相变中起到了重要作用。该耗散过程不仅在固态材料中会引起奇异的输运过程,也会在冷原子的输运中体现。本文的研究将奇异金属扩展到玻色子系统,这表明在没有准粒子的量子物质中存在普适的输运规律,为耗散量子体系提供了基础性研究的价值和意义。
二、高温有机超导的可能性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高温有机超导的可能性（论文提纲范文）
（1）高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导电性 |
| 1.1.1 超导电性的发展 |
| 1.1.2 超导电性基本特征和分类 |
| 1.1.3 几类超导材料 |
| 1.2 电荷密度波 |
| 1.2.1 电荷密度波的起源 |
| 1.2.2 电子强关联体系中的电荷密度波 |
| 1.3 过渡金属硫族化合物 |
| 1.3.1 过渡金属硫族化合物的晶体结构和能带结构 |
| 1.3.2 过渡金属硫族化合物中的电荷密度波 |
| 1.4 本论文的研究目的与意义 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 第二章 高压与低温电输运实验技术简介 |
| 2.1 金钢石对顶砧(DAC)装置及其使用方法 |
| 2.2 高压低温电输运实验测量方法 |
| 2.2.1 高压电输运实验方法 |
| 2.2.2 低温电磁学测量系统 |
| 第三章 高压下TaFe_(1+y)Te_3的超导电性和磁性研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 TaFe_(1+y)Te_3常压结构表征和电阻 |
| 3.3.2 TaFe_(1+y)Te_3压致超导转变 |
| 3.3.3 TaFe_(1+y)Te_3高压结构研究 |
| 3.3.4 TaFe_(1+y)Te_3高压霍尔效应研究 |
| 3.3.5 TaFe_(1+y)Te_3的P-T相图 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压下NbTe_2的结构和电荷密度波研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 NbTe_2常压表征 |
| 4.3.2 NbTe_2高压结构相变 |
| 4.3.3 NbTe_2高压和高温拉曼研究 |
| 4.3.4 NbTe_2的高压电输运、霍尔效应和磁阻研究 |
| 4.3.5 NbTe_2高压相的焓值和能带计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高压下Cu_2O形貌依赖的电输运和力学性质 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 常压样品表征 |
| 5.3.2 不同形貌Cu_2O的常压光电子能谱 |
| 5.3.3 高压下不同形貌Cu_2O的电输运和相变研究 |
| 5.3.4 不同形貌Cu_2O卸压样品的扫描和透射电镜研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间完成的学术论文 |
| 致谢 |
（2）嵌入式LaCoO3/YBa2Cu3O7-x异质结构的制备及其电磁性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 高温超导 YBa_2Cu_3O_(7-x) 薄膜 |
| 1.2 钴酸镧铁磁薄膜 |
| 1.3 铁磁/超导异质结 |
| 1.3.1 铁磁超导之间的相互作用 |
| 1.3.2 铁磁/超导异质结的研究现状 |
| 1.4 微细图形化的方法 |
| 1.4.1 工业化微细加工技术 |
| 1.4.2 感光溶胶-凝胶法 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 2 实验方案及设备 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验试剂及设备 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 薄膜制备设备 |
| 2.2.3 薄膜性能表征设备 |
| 3 薄膜的制备及其微细图形化的研究 |
| 3.1 钴酸镧感光溶胶的配制及其感光机理分析 |
| 3.1.1 钴酸镧感光溶胶的配制 |
| 3.1.2 钴酸镧感光溶胶的感光机理分析 |
| 3.1.3 钴酸镧凝胶薄膜的感光性分析 |
| 3.2 微图形化钴酸镧薄膜的制备工艺 |
| 3.2.1 不同预处理条件对LaCoO_3微细图形化的影响 |
| 3.2.2 不同曝光时长对LaCoO_3微图形化的影响 |
| 3.2.3 不同溶洗条件对LaCoO_3微图形化的影响 |
| 3.3 钴酸镧薄膜的热处理工艺 |
| 3.4 不同衬底上钴酸镧薄膜的生长 |
| 3.5 YBCO薄膜的制备及其微细图形化 |
| 3.5.1 YBCO薄膜的制备 |
| 3.5.2 YBCO薄膜的微细图形化 |
| 3.6 钴酸镧/YBCO异质结的制备 |
| 3.6.1 套刻掩模版的设计 |
| 3.6.2 复合结构套刻工艺流程 |
| 3.7 小结 |
| 4 LCO/YBCO 异质结构的电磁性能研究 |
| 4.1 LCO点阵/YBCO复合薄膜的磁学性能研究 |
| 4.1.1 LCO 薄膜和 YBCO 薄膜的磁性表征 |
| 4.1.2 不同微图形尺寸的钴酸镧点阵/YBCO复合薄膜的磁性能表征 |
| 4.2 钴酸镧点阵/YBCO 异质结构对 YBCO 薄膜的电学性能研究 |
| 4.2.1 微图形化的 YBCO 薄膜的 R-T 性能表征 |
| 4.2.2 不同尺寸的钴酸镧点阵/YBCO 微桥结构复合薄膜的 R-T 性能表征 |
| 4.2.3 不同尺寸的钴酸镧点阵/YBCO 微桥结构的复合薄膜 V-I 性能表征 |
| 4.2.4 不同磁场下钴酸镧点阵/YBCO 微桥结构的复合薄膜的 V-I 性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）高温超导与常导混合电磁悬浮系统的电磁设计与分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 磁悬浮列车在国内外的发展状况 |
| 1.2.1 德国磁浮列车的发展概况 |
| 1.2.2 日本磁浮列车的发展概况 |
| 1.2.3 韩国磁浮列车的发展概况 |
| 1.2.4 我国磁浮列车的发展概况 |
| 1.3 高温超导与常导混合电磁悬浮技术 |
| 1.3.1 高温超导与常导混合电磁悬浮的提出 |
| 1.3.2 高温超导与常导混合电磁悬浮技术的研究现状 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 2 高温超导与常导混合悬浮系统 |
| 2.1 超导材料的特性及应用 |
| 2.1.1 超导材料的特性 |
| 2.1.2 高温超导材料的发展与应用 |
| 2.2 YBCO超导带材临界电流的各向异性 |
| 2.3 混合悬浮电磁铁悬浮特性的理论分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高温超导与常导混合悬浮电磁铁的设计与仿真分析 |
| 3.1 有限元法及ANSYS Maxwell仿真软件概述 |
| 3.1.1 有限元法简介 |
| 3.1.2 ANSYS Maxwell仿真软件概述 |
| 3.2 混合悬浮电磁铁的设计基础 |
| 3.3 混合悬浮电磁铁的结构设计 |
| 3.3.1 超导线圈设计 |
| 3.3.2 冷却系统设计 |
| 3.4 超导线圈临界电流约束条件验证 |
| 3.5 混合悬浮电磁铁的性能分析 |
| 3.5.1 悬浮性能分析 |
| 3.5.2 线圈能耗分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 混合悬浮电磁铁实验装置的设计与制作 |
| 4.1 悬浮电磁铁铁芯结构的优化设计 |
| 4.2 常导电磁悬浮系统实验模型的设计与加工 |
| 4.3 超导电磁铁实验装置的设计与加工 |
| 4.3.1 超导电磁铁的结构设计 |
| 4.3.2 基于ANSYS Maxwell场计算器的超导磁体临界电流判定 |
| 4.4 超导电磁铁的部件加工与组装 |
| 4.5 超导磁体临界电流测试实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 实验装置悬浮性能的仿真分析与实验验证 |
| 5.1 悬浮性能的仿真分析 |
| 5.2 实验平台的设计与搭建 |
| 5.3 悬浮力测量及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）拓扑超导材料的超导机制和磁通退火效应的核磁共振研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 拓扑学的起源 |
| 1.2 拓扑绝缘体 |
| 1.3 拓扑超导体 |
| 1.4 超导涡旋与涡旋钉扎 |
| 1.5 核磁共振简介 |
| 1.5.1 核磁共振基本原理 |
| 1.5.2 核磁共振磁体系统 |
| 1.5.3 核磁共振光谱仪系统 |
| 1.5.4 核磁共振探杆系统 |
| 1.6 本论文选题意义 |
| 1.6.1 选题背景 |
| 1.6.2 研究现状 |
| 1.6.3 本论文选题的特色及创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 Sr_(0.15)Bi_2Se_3超导性质的测量 |
| 2.1 利用共振频率的方法测量Sr_(0.15)Bi_2Se_3的超导转变温度 |
| 2.1.1 共振频率方法简介 |
| 2.1.2 实验细节 |
| 2.1.3 结果与分析 |
| 2.1.4 小结 |
| 2.2 拓扑超导材料Sr_(0.15)Bi_2Se_3的核磁共振研究 |
| 2.2.1 引言 |
| 2.2.2 实验细节 |
| 2.2.3 结果与分析 |
| 2.2.4 总结 |
| 参考文献 |
| 第三章 新型材料Mo_xBi_2Se_3的合成探索 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验仪器 |
| 3.3 制备方法与表征 |
| 3.4 总结 |
| 参考文献 |
| 第四章 涡旋态磁通晶格的连续波射频场调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验细节 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.4 总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（5）氢化物和硼化物超导体的理论设计与物性研究（论文提纲范文）
| 论文提要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导材料的研究现状 |
| 1.2 高压对超导研究的重要性 |
| 1.3 本文选题的目的及意义 |
| 第二章 理论依据 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 绝热近似 |
| 2.1.2 哈特利-福克(Hartree-Fock)近似 |
| 2.1.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.4 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.5 交换关联函数 |
| 2.1.6 赝势平面波计算方法 |
| 2.2 原子核的运动问题 |
| 2.2.1 准简谐近似 |
| 2.2.2 线性响应理论 |
| 2.2.3 密度泛函微扰理论 |
| 2.3 电声耦合和超导态 |
| 2.3.1 电声相互作用 |
| 2.3.2 Bardeen-Cooper-Schrieffer理论 |
| 2.3.3 McMillan方程 |
| 2.4 晶体结构预测 |
| 2.4.1 粒子群优化算法 |
| 2.4.2 CALYPSO结构预测方法 |
| 第三章 金属富氢化合物高压结构和物性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 Ta-H体系的高压结构和物性的研究 |
| 3.3.1 结果与讨论 |
| 3.3.2 小结 |
| 3.4 Th-H化合物高压超导电性的研究 |
| 3.4.1 结果与讨论 |
| 3.4.2 小结 |
| 3.5 对比与总结 |
| 第四章 单层B2O的超导电性与力学性质 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 单层B2O的剥离能与稳定性 |
| 4.3.2 单层B2O的力学性质 |
| 4.3.3 单层B2O的超导电性 |
| 4.4 总结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读研究生期间公开发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）铁基超导体中新奇电子态的核磁共振（NMR）研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 关联金属与铁基超导体 |
| 1.1 关联金属 |
| 1.1.1 从自由电子气到关联金属(“适度的自由更有趣”) |
| 1.1.2 从局域自旋链到关联金属(“让电子动,情况会很不一样”) |
| 1.1.3 局域轨道构型所扮演的作用以及自旋-轨道耦合效应 |
| 1.2 铁基超导体 |
| 1.2.1 铁基超导体的晶体结构,电子结构及相图演化 |
| 1.2.2 铁基超导体中电子系统物理性质的实验证据及指示 |
| 1.2.3 铁基超导体的超导特性 |
| 1.2.4 铁基超导体的理论模型 |
| 1.2.5 铁基超导体中悬而未决的问题及可能的研究方向 |
| 第2章 核磁偶/电四极矩共振的基本原理,实验方法及对关联金属体系的探测 |
| 2.1 核磁共振的基本原理 |
| 2.1.1 原子核的低能自由度与晶体中的核自旋系统(“来自原子核的信使”) |
| 2.1.2 原子核与电子的超精细相互作用(“核自旋与电子共舞”) |
| 2.1.3 空间结构因子与三大时间尺度(“核自旋眼中电子的远近动静”) |
| 2.2 核磁共振实验平台与脉冲核磁共振实验技术 |
| 2.2.1 低温核磁共振实验平台 |
| 2.2.2 脉冲核磁共振实验技术 |
| 2.2.3 实验装置,实验设置及测量方法 |
| 2.3 NMR/NQR对关联金属体系电子性质的探测 |
| 2.3.1 NMR/NQR对电子序的测量 |
| 2.3.2 NMR/NQR对低能涨落(电子结构不稳定性及态密度)的测量 |
| 2.3.3 NMR/NQR对非常规超导态的表征 |
| 第3章 铁基超导体FeSe中自旋-轨道交织的电子向列序 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 3.2.2 NMR测量装置,设置及流程 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 ~(57)Fe的奈特位移的各向异性:轨道依赖的自旋磁化率 |
| 3.3.2 超越平庸铁磁轨道序的轨道重构 |
| 3.3.3 自旋空间各向异性的证据:均匀自旋磁化率 |
| 3.3.4 自旋空间各向异性证据:动态自旋磁化率 |
| 3.3.5 相关实验结果的分析细节 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 结论及本章小结 |
| 第4章 静水压下FeSe中电子向列序的演化及磁有序预相变(短程磁有序) |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 4.2.2 高压NMR测量装置,设置及流程 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 电子向列序随静水压的演化 |
| 4.3.2 ~(57)Fe位NMR谱线的各向异性及磁有序预相变 |
| 4.3.3 超导转变随压力的演化及其与磁有序的关系 |
| 4.3.4 FeSe低温低能磁涨落的多起源特征 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 结论及本章小结 |
| 第5章 块体FeSe超导态Knight位移的下降及磁通晶格相中的反常束缚态 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 5.2.2 NMR测量装置,设置及流程 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 FeSe超导态Knight位移的本征下降 |
| 5.3.2 FeSe超导态磁通晶格中的反常束缚态 |
| 5.3.3 超导态复杂的RF加热效应 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 结论及本章小结 |
| 第6章 复杂异质结构铁基超导体Ba_2Ti_2Fe_2As_4O中分层的2D轨道玻璃态及自旋玻璃态 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 6.2.2 NMR测量装置,设置及基本的数据分析方法 |
| 6.3 研究背景 |
| 6.4 不同层物理性质的NMR表征-As_1,As_2的确认 |
| 6.5 [Ti_2As_2O]层中的二维轨道玻璃态 |
| 6.5.1 二维(2D)轨道玻璃态的揭示 |
| 6.5.2 二维(2D)轨道玻璃态随温度的演化 |
| 6.5.3 二维(2D)轨道玻璃态可能的涨落形式 |
| 6.6 [Fe_2As_2]层中的自旋玻璃态 |
| 6.6.1 短程或非公度磁有序转变的揭示及其与超导态的共存 |
| 6.6.2 自掺杂及晶格参数变化导致的量子临界行为 |
| 6.7 相关分析的细节及补充材料 |
| 6.7.1 NMR测量条件下的超导转变 |
| 6.7.2 高低温NMR谱线的特征及本征Knight位移的提取 |
| 6.7.3 As_1位置EFG参数随温度的演化及谱线拟合的细节 |
| 6.7.4 非公度电荷密度波/电荷序(ICDW/ICO)的排除 |
| 6.7.5 局域轨道“晃动”模型对As_1位置1/T_1的解释[548,570-571] |
| 6.8 讨论 |
| 6.9 结论及本章小结 |
| 第7章 重空穴掺杂铁基超导体CsFe_2As_2及系列低Tc-FeSe单晶的NMR表征 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法 |
| 7.2.1 样品生长及基本物性表征 |
| 7.2.2 NMR测量装置,设置及流程 |
| 7.3 系列低Tc-FeSe单晶的NMR表征 |
| 7.3.1 离子交换法合成的FeSe单晶的NMR表征 |
| 7.3.2 不同Fe,Se比例FeSe单晶的对比研究 |
| 7.4 CsFe_2As_2中轨道选择的关联及可能的向列序 |
| 7.4.1 ~(57)Fe位Knight位移各向异性:轨道选择的Mott转变及电子态渡越 |
| 7.4.2 ~(57)Fe位NMR谱线展宽的各向异性:可能的电子向列序证据或短程磁有序 |
| 7.4.3 CsFe_2As_2中低能自旋涨落的特征 |
| 7.5 结论及本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（7）拓扑和关联电子体系中新型热电材料的探索及其输运性质的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基本的热电效应和热磁效应 |
| 1.2.1 塞贝克效应、波尔帖效应以及汤姆逊效应 |
| 1.2.2 能斯特效应、埃廷斯豪森效应以及里纪-勒杜克效应 |
| 1.3 热电/热磁转换效率及无维度的品质因数 |
| 1.3.1 热电转换效率及无维度的品质因数 |
| 1.3.2 埃廷斯豪森制冷以及热磁品质因数 |
| 1.4 热电/热磁材料参数之间的耦合以及提高品质因数的方法 |
| 1.4.1 电阻率 |
| 1.4.2 塞贝克系数 |
| 1.4.3 热导率 |
| 1.4.4 能斯特系数 |
| 1.4.5 参数之间的耦合以及提高热电品质因数的方法 |
| 1.5 热电材料的研究现状 |
| 1.6 拓扑热电材料的研究进展以及发展前景 |
| 1.6.1 拓扑绝缘体和拓扑半金属简介 |
| 1.6.2 拓扑绝缘体及拓扑半金属的塞贝克热电性能 |
| 1.6.3 拓扑半金属的能斯特热电性能 |
| 1.7 关联电子材料作为新型热电材料的潜力 |
| 参考文献 |
| 第2章 拓扑半金属Cd_3As_2各向异性的磁热电性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验细节 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第3章 不同载流子浓度的狄拉克半金属Cd_3As_2的磁热电性能. |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验细节 |
| 3.3 实验结果及讨论 |
| 3.3.1 不同载流子浓度Cd_3As_2在零场下的输运性质 |
| 3.3.2 磁阻和SDH量子振荡 |
| 3.3.3 变化磁场下的热导和洛伦兹常数 |
| 3.3.4 不同载流子浓度Cd_3As_2晶体在变化磁场下的热电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 反铁磁EuMnSb_2中自旋熵增强的大的热电势 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验细节 |
| 4.3 实验结果及讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 反铁磁拓扑绝缘体Mn(Bi_(1-x)Sb_x)_2Te_4中双极化效应诱导的反常电阻行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验细节 |
| 5.3 实验结果及讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 FeSe单晶强磁场下的电输运行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验细节 |
| 6.3 实验结果及讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（8）高压下铷硼化合物结构及性质的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高压科学的意义与发展 |
| 1.2 计算机模拟的研究意义 |
| 1.3 超导材料 |
| 1.3.1 超导材料的特征 |
| 1.3.2 超导材料的分类 |
| 1.3.3 超导的研究进程 |
| 1.4 硼化物的研究背景 |
| 1.5 选题意义 |
| 第二章 基础理论与计算方法 |
| 2.1 第一性原理计算 |
| 2.1.1 波恩-奥本海默近似 |
| 2.1.2 哈特利-福克近似 |
| 2.2 密度泛函理论(DFT) |
| 2.2.1 霍亨勃格-孔恩定理 |
| 2.2.2 孔恩-沈吕九方程 |
| 2.2.3 交换关联 |
| 2.3 赝势方法 |
| 2.4 晶体结构预测 |
| 2.4.1 粒子群优化算法 |
| 2.4.2 CALYPSO软件 |
| 2.5 晶格动力学稳定 |
| 2.6 超导计算理论 |
| 2.7 硬度计算 |
| 第三章 高压下Rb-B结构相变与性质 |
| 3.1 计算细节 |
| 3.2 结果讨论 |
| 3.2.1 Rb-B的结构稳定性 |
| 3.2.3 Rb-B的动力学稳定性 |
| 3.2.4 Rb-B的电学、硬度性质 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（9）高温超导带材涂层结构局部脱粘后的电磁力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 高温超导材料的研究进展及现状 |
| 1.2.1 超导现象与高温超导材料的发展 |
| 1.2.2 高温超导体内的电磁特性研究 |
| 1.2.3 高温超导体内的力学特性研究 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 第2章 矩形高温超导薄板内的电流与磁场分布 |
| 2.1 外加磁场情形下的电流与磁场分布 |
| 2.1.1 上升场情形 |
| 2.1.2 下降场情形 |
| 2.2 载流情形下的电流与磁场分布 |
| 2.2.1 上升场情形 |
| 2.2.2 下降场情形 |
| 2.3 载流和外加磁场共同作用情形下的电流与磁场分布 |
| 2.3.1 上升场情形 |
| 2.3.2 下降场情形 |
| 第3章 磁场激励下高温超导带材超导涂层局部脱粘后的电磁应力分析 |
| 3.1 问题描述与基本方程 |
| 3.1.1 超导薄膜中的电流及磁场分布 |
| 3.1.2 超导体内的磁通钉扎力及应力分布 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 超导薄膜中的正应力分布 |
| 3.2.2 基底-薄膜界面处的切应力分布 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 电磁场共同激励下高温超导带材超导涂层局部脱粘后的电磁应力分析 |
| 4.1 问题描述与基本方程 |
| 4.1.1 超导薄膜中的电流及磁场分布 |
| 4.1.2 超导体内的磁通钉扎力及应力分布 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 超导薄膜中的正应力分布 |
| 4.2.2 基底-薄膜界面处的切应力分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
（10）人工纳米结构高温超导绝缘相变研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导概述 |
| 1.2 铜基高温超导体简介 |
| 1.3 超导绝缘相变 |
| 1.3.1 常规超导体中的超导绝缘相变 |
| 1.3.2 高温超导绝缘相变 |
| 1.4 .Kosterlitz-Thoules相变 |
| 1.5 .量子金属态 |
| 1.5.1 研究背景 |
| 1.5.2 相关实验 |
| 1.6 论文选题依据与研究方案 |
| 第二章 钇钡铜氧多孔薄膜的制备与表征 |
| 2.1 钇钡铜氧薄膜的制备 |
| 2.1.1 磁控溅射设备与材料 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.1.3 影响因素 |
| 2.1.4 实验步骤 |
| 2.2 阳极氧化铝模板 |
| 2.2.1 阳极氧化铝模板的制备 |
| 2.2.2 阳极氧化铝模板的几何尺寸要求 |
| 2.2.3 阳极氧化铝模板的表征 |
| 2.3 反应离子刻蚀法 |
| 2.3.1 工作原理 |
| 2.3.2 设备介绍 |
| 2.3.3 影响因素 |
| 2.4 钇钡铜氧多孔薄膜的表征 |
| 2.5 钇钡铜氧多孔薄膜的输运测试方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高温超导钇钡铜氧纳米多孔薄膜的量子相变 |
| 3.1 实验结果 |
| 3.1.1 钇钡铜氧多孔薄膜的超导-量子金属-绝缘量子相变 |
| 3.1.2 钇钡铜氧多孔薄膜超导绝缘相变中的玻色金属态 |
| 3.1.3 钇钡铜氧多孔薄膜的霍尔电阻测试 |
| 3.1.4 钇钡铜氧多孔薄膜量子相变的相图 |
| 3.2 实验结果的讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 钇钡铜氧多孔薄膜的量子振荡 |
| 4.1 钇钡铜氧多孔薄膜的h/2e量子振荡 |
| 4.1.1 研究背景 |
| 4.1.2 实验结果 |
| 4.1.3 理论模型讨论 |
| 4.2 钇钡铜氧多孔薄膜的h/4e量子振荡 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 钇钡铜氧多孔薄膜量子相变中临界点的奇异行为 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 钇钡铜氧多孔薄膜中的玻色奇异金属态 |
| 5.3 玻色子体系的普朗克耗散 |
| 5.4 垂直场线性磁电阻 |
| 5.5 标度不变性的实验证据 |
| 5.6 实验结果讨论及可能相关的理论模型 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 钇钡铜氧多孔薄膜的面内各向异性 |
| 6.1 研究的物理意义简介 |
| 6.2 钇钡铜氧多孔薄膜的面内平行场各向异性输运实验 |
| 6.2.1 强超导态的面内平行场转角输运实验 |
| 6.2.2 弱超导态的面内平行场转角输运实验 |
| 6.2.3 量子金属态的面内平行场转角输运实验 |
| 6.2.4 三种量子态的对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、高温有机超导的可能性（论文参考文献）
- [1]高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化[D]. 李淑甲. 吉林大学, 2021(01)
- [2]嵌入式LaCoO3/YBa2Cu3O7-x异质结构的制备及其电磁性能的研究[D]. 陈雪婷. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]高温超导与常导混合电磁悬浮系统的电磁设计与分析[D]. 李文龙. 北京交通大学, 2021
- [4]拓扑超导材料的超导机制和磁通退火效应的核磁共振研究[D]. 万胜堂. 扬州大学, 2021(08)
- [5]氢化物和硼化物超导体的理论设计与物性研究[D]. 李鹤飞. 吉林大学, 2021(01)
- [6]铁基超导体中新奇电子态的核磁共振（NMR）研究[D]. 李建. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]拓扑和关联电子体系中新型热电材料的探索及其输运性质的研究[D]. 王洪辉. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [8]高压下铷硼化合物结构及性质的第一性原理研究[D]. 杨易霖. 吉林大学, 2021(01)
- [9]高温超导带材涂层结构局部脱粘后的电磁力学分析[D]. 李志鹏. 兰州理工大学, 2021(01)
- [10]人工纳米结构高温超导绝缘相变研究[D]. 杨超. 电子科技大学, 2021(01)