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和铜基超导体类似,铁基超导体母体中也发现有长程反铁磁序存在。电子、空穴和等价掺杂压制反铁磁序之后,诱导出最高达55 K的超导。进入超导态之后,低能磁激发谱中有自旋共振模的出现。自旋共振模随着温度变化有着类似于超导序参量的行为。与此同时,完整的磁激发谱测量结果和低能磁激发的极化中子测量结果都表明,在理解铁基超导体中的磁性质时必须要同时考虑巡游磁性和局域磁矩的性质。铁基超导体中的电子关联强度介于强关联的Mott绝缘体和弱关联的巡游磁性的之间。研究不同掺杂对于磁结构和磁激发谱的改变具有重要的意义。 引言首先对超导体的发展历史进行了回顾,对超导体的一些基本性质和常规超导体中的BCS理论做了简单叙述。之后对非传统超导体,特别是铁基超导体中磁激发谱和超导电性的关系进行了介绍。然后介绍了中子散射技术及相关中子散射谱仪。最后是论文的内容安排。 第二章主要介绍了使用中子散射、X射线衍射和核磁共振等实验手段研究BaFe2(As1-xPx)2体系当中结构相变和磁相变的工作。在介绍具体工作之前简要回顾了在相关电子型掺杂和空穴型掺杂BaFe2As2体系中的相图研究结果和其它实验手段所描绘的BaFe2(AS1-xPx)2体系相图。紧接着介绍了用Ba2As3生长高质量BaFe2(AS1-xPx)2单晶样品的实验方法。然后详细介绍了使用中子散射、X射线衍射以及NMR等研究手段获得的实验结果。我们的实验结果表明P掺杂体系当中,反铁磁相变和结构相变同时发生。x=0.28,0.29样品中的实验表明,在最佳掺杂附近既没有非公度反铁磁序也没有四方相反铁磁序出现。长程公度反铁磁序在x=0.30,0.31样品中突然消失。表明体系当中并没有广泛报道的量子临界点的存在。 第三章的内容介绍了利用非弹性中子散射技术研究最佳掺杂BaFe2(As0.70P0.30)2样品中完整磁激发谱的工作。首先简要地介绍了BaFe2As2体系当中空穴型掺杂和电子型掺杂对于自旋激发谱的调制。接着详细介绍了我们在BaFe2(As0.70P0.30)2中的实验结果。最后是实验结果分析和相关结论。在详细研究了低能磁激发的形状以及和理论计算费米面的结果进行比对之后,确认在等价掺杂样品中低能磁激发也可以由费米面嵌套理论来解释。高至250 meV的磁激发谱测量结果表明,BaFe2(As0.70P0.30)2中的磁激发强度比母体当中要弱,激发谱的带宽比母体中要高。实验结果和DFT+DMFT理论的计算结果十分一致,表明在铁基超导体中As原子到铁面的距离直接影响了体系内的关联强度和激发谱带宽。 最后是对全文的总结以及进一步研究的展望。