《通過摻雜和插層調控ZrTe3中電荷密度波與超導電性》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由朱相德擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：通過摻雜和插層調控ZrTe3中電荷密度波與超導電性
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱相德
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電荷密度波和超導電性被認為是競爭關係，而目前的實驗結果對此存在爭論。因此，需要在新體系中深入探索兩個序的相互關聯。ZrTe3，同時具有電荷密度波（電荷密度波轉變溫度TCDW=63 K）和絲狀超導電性（超導轉變溫度TC＜2 K），是一個很好的研究兩個序相互關聯的體系。我們的前期工作發現，x=5%濃度Cu插層誘導出了體超導電性，而不改變TCDW。本項目計畫：1、通過連續的同族摻雜、鄰族摻雜以及插層調控ZrTe3中的電荷密度波和超導電性。結合結構、摻雜或插層濃度結果，以及輸運測量得到的TCDW和TC結果，得到連續調控的TCDW和TC的相圖。2、研究Zr、Te位摻雜分別對a、b軸各向異性電、熱輸運的影響，澄清a軸、b軸輸運機制及各自的對應的能帶，並解釋電荷密度波和超導電性起源分別所對應的能帶。本項目將在電荷密度波與超導電性之間的相互關聯方面獲得重要實驗證據，並為進一步理解超導電性起源提供實驗基礎。
結題摘要
本項目的研究過程中，我們首先對國內外相關情況進行了充分調研，尤其深入了解了ZrTe3電荷密度波體系的進展情況。ZrTe3體系存在著電荷密度波序，轉變在63K附近，還存在一個2K附近的絲狀超導轉變。本項目在原項目計畫書的指導下，通過Hf(Zr位)和Se（Te位）的替代對ZrTe3的Zr和Te位分別進行摻雜，得到了單晶，並發現了完全不同的物理效應：Hf替代不能抑制電荷密度波序，反而10%替代後絲狀超導消失，而Se替代則很快抑制電荷密度波，並在ZrTe3-xSex中x=0.04時達到最佳摻雜。Ti（Zr位）和S（Te位）的摻雜被發現比較困難，單晶生長出的組分遠低於投料比例。Cu，Ni，Zn等插層實驗與鄰族摻雜重複多次，發現同一爐出現比例不均現象，沒有實現可控比例，無法進行統計研究。另外通過對ZrTe3-xSex的上臨界場研究發現其超導電性是沿著a軸而非晶體鏈軸方向。拉曼結果顯示了電荷密度波序消失後，漲落繼續存在於超導區域，並給出了電荷密度波和超導的關係相圖。我們提出了局域的電荷密度波漲落可能與超導密切相關，而非傳統的競爭關係。另外我們也研究了ZrTe5和IrTe2體系。總的來說，對本項目的預期研究方案和結果基本達成。由於觀點與傳統觀點有差異，論文投稿過程中遇到了麻煩，部分論文目前還在審稿過程中。本項目的研究成果對進一步理解電荷密度波和超導相互作用關係提供了非常重要的實驗基礎。
