《鐵硒超導體的高壓拉曼散射研究》是依託蘭州大學，由張安民擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鐵硒超導體的高壓拉曼散射研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：張安民
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵基超導體系是繼銅氧高溫超導體系後的第二類高溫超導體系，對其研究有望解決一些銅氧高溫超導的未解之謎，使高溫超導材料向實際套用更近一步。其中，FeSe作為結構最簡單且不含有毒元素的鐵基超導體，受到了廣泛的關注。拉曼散射作為強關聯電子體系的主要研究手段之一，在超導研究方面有許多便利之處，它不但可以探測到體系內的元激發（聲子，磁子，激子……），而且還能給出元激發間相互耦合的信息。本申請打算對FeSe做系統的低溫高壓拉曼散射測量，依此來研究以下問題：1，FeSe超導體中電子向列相的起源及其與超導序的關係；2，加壓體系進入磁有序相之後，其磁結構、交換能以及磁有序與超導的關係問題；3，隨著壓力增加體系的電子基態改變的同時，其晶格結構有無發生變化。4，壓力相圖中兩個超導相的能隙大小及對稱性，以及其演化。對上述問題的研究將有助於建立一個統一的鐵基超導圖像。
結題摘要
FeSe超導體結構簡單,超導轉變溫度易於調控（多種手段都可以大幅提高超導轉變溫度）,成為了研究的熱點。在鐵基超導體中，超導和結構參數緊密相關，在FeAs超導研究中，其實驗數據較統一，但是在FeSe中，其實驗結果卻存在著矛盾，沒有一個統一的結論，這極大的阻礙了FeSe基超導體的微觀機理研究，所以找出影響其超導Tc的關鍵因素是非常關鍵的。本項目中我們使用拉曼散射研究了FeSe, (Li, Fe)OHFeSe, Lix(NH3)yFe2Se2三種超導體。1，在Lix(NH3)yFe2Se2中觀察到了兩支聲子並對其做了指認，這兩支A1g模式和B1g模式的出現，說明樣品中的FeSe面是完整的。 2，首次對(Li, Fe)OHFeSe, Lix(NH3)yFe2Se2做了變溫拉曼研究，發現其隨溫度的變化趨勢與FeSe是相同的。3，對比了樣品長Fe的B1g聲子模式，發現其頻率基本是相同的，說明Fe原子周圍的環境沒有改變。而受到插層的影響，Se的A1g聲子頻率有了較大的變化，且在插層的(Li, Fe)OHFeSe, Lix(NH3)yFe2Se2中，其聲子峰型不對稱，呈現出Fano共振，其不對稱因子1/q與載流子濃度正相關。通過與他們的超導轉變溫度Tc的對比，我們發現其Tc與Se原子的高度沒有直接的關聯，而是和費米面處占據態和空態的聯合態密度正相關。上述結論給出了鐵硒插層體系中影響Tc的關鍵因素，為超導微觀機理的研究打下了基礎。此外，我們還研究了外爾半金屬MoTe2，和FeSe類似，它也是硫族層狀超導體，也是半金屬，同樣具有拓撲非平庸的性質，可以作為拓撲超導研究的潛在平台。我們對兩種不同方法生長的MoTe2做了對比研究，發現多支聲子存在電聲耦合現象，用助溶劑法生長的樣品中，電子拉曼回響和多支聲子的頻率、寬度等在70K存在異常，而用化學氣相沉積法生長的樣品則不存在異常，輸運測量的結果也說明這一點。XRD測量表明在相變前後其結構不變。結合電聲耦合計算以及角分辨光電子譜測量，我們認為這個相變是一個電聲耦合推動的拓撲相變。這是第一次在外爾半金屬中發現的隨著溫度發生的拓撲相變，這不但加深了對拓撲相變的理解，也提供了一種調控拓撲態的方法。
