论文部分内容阅读
本论文主要分为三个部分。第一部分内容为:作者成功合成了新型镍基超导体CsNi2Se2，并对其进行了系统的结构、输运性质和磁性质研究。实验结果表明，CsNi2Se2单晶具有和BaFe2As2相似的结构，超导转变温度约为2.7K，但与其他镍砷超导体不一样的是它具有很大的索末菲系数γn(～77.9mJ/mol· K-2).并且在超导态，作者发现零场的电子比热数据Ces(T)(0.5K≤T≤2.7K)可以很好的利用两带BCS理论进行拟合，表明CsNi2Se2晶体的多带特性。最后利用第一性原理计算发现在这些镍硒超导体中较大的γn可能是由费米面上较大的态密度引起的。 第二部分研究内容为:在TlNi2Se2单晶中发现多带超导电性之后，成功的合成了一系列掺S的TlNi2Se2-xSx(0.0≤x≤2.0)单晶，并对这一系列的晶体进行了结构、输运性质和磁性质的系统测量。X射线衍射结果表明，TlNi2Se2-xSx的晶胞参数a和c都随着S掺杂浓度的增加而单调减小，表明有一个正的化学压力;所有掺S样品在低温时都呈现超导电性，并且其电子比热系数都比其他镍砷超导体要大的多，呈现出重电子行为。在外加磁场下，发现电子比热系数γN(H)与磁场关系曲线随着TlNi2Se2-xSx中S含量的增加而发生改变，说明这系列超导体中可能存在的多带特性;在所有S掺杂样品中，TlNi2Se2-xSx的超导转变温度Tc与样品的无序程度（由剩余电阻率（RRR）表征）存在紧密的关联.因此TlNi2Se2-xSx系统为研究多带超导体的无序效应提供了一个很好的平台。 第三部分成功生长出了BaMnBi2的单晶，并对其进行了结构、输运性质和磁性质的测量。实验结果发现BaMnBi2在低温时存在明显的量子震荡效应，对量子震荡的分析结果表明其具有两个共振频率、很小的费米面、很小的回旋质量、很高的迁移率、以及为零的贝里相位，这些结果与第一性原理计算得到的能带结构相比较，证明了BaMnBi2费米面上存在两个类Dirac锥结构，从而存在Dirac费米子;但与其他具有Dirac锥结构的化合物如graphene相比，由于存在很强的自旋-轨道耦合，BaMnBi2费米面上的两个狄拉克锥的尖端发生了劈裂，从而出现了一个能隙，导致其出现一个为零的贝里相。除此以外，还开展了对BaMnBi2加压效应的研究.非常有意思的是，在所能加到的最高压力2.58GPa下，在低温时的电阻测量发现了一个Tc=4K的超导转变，并且经外推得到其零温时的上临界场高达7T，接近了其泡利极限HP=1.84Tc=7.2 T。此外，在低温时通过外加磁场抑制超导体后，观察到一个明显的巨大线性磁电阻，说明在高压下BaMnBi2中的Dirac费米子可能得到了保存，其与超导电性共存于这一系统，为研究Dirac费米子和超导电性之间的奇异联系提供了一个新的平台。