Y-,1-x-Ho-,x-Ni-,2-B-,2-C超導體和PMN-PT馳豫鐵電體中的輸運現(xiàn)象.pdf

1、固體中的輸運現(xiàn)象是一個極為重要的物理現(xiàn)象。研究超導體的輸運性質(zhì)，可以更好的了解其超導特性。與這種電子相關的輸運行為相對應，固體中的離子也可以產(chǎn)生輸運行為，這種離子的輸運被認為是鈦酸鹽中電阻退化的主要原因。正是基于這些動機，本論文研究了超導體Y1-xHoxNi2B2C的輸運性質(zhì)和Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(PMN-0.3PT)馳豫鐵電材料中的輸運現(xiàn)象。該論文工作無論對于基礎學科領域的研究還是材料應用領域的研究都具

2、有深刻的意義：我們首次測量了Yni2B2C的能斯特效應，第一次用一種很靈敏的輸運測量技術證明了該體系的多帶特性。隨后，我們通過磁性原子Ho摻雜，發(fā)現(xiàn)并解釋了一種新的與磁無序相關的超導一正常態(tài)再入行為，這是磁無序體系中的超導-正常態(tài)再入行為的首次報道。最后，該論文還填補了馳豫鐵電材料中的電阻退化機制的研究，對于工業(yè)上高性能鐵電材料的設計和應用具有深刻指導意義。
　　 該論文被分為兩個部分。論文的第一部分主要研究了稀土鎳硼碳超導體Y

3、1-xHoxNi2B2C的輸運性質(zhì)和磁性質(zhì)。對于母體化合物超導體Yni2B2C，通過能斯特效應等測量，發(fā)現(xiàn)了其在正常態(tài)增大的Nernst信號，強有力地證明了該體系的多帶超導特性，這是該超導體中能斯特效應的首次報道。我們還發(fā)現(xiàn)由Nernst效應得到的上臨界磁場Hc2(T)與磁電阻測量得到的基本一致，說明該超導體沒有位相漲落，與高溫銅氧化物超導體有著明顯區(qū)別。隨后，我們系統(tǒng)地研究了Ho摻雜體系Y1-xHoxNi2B2C的超導特性和磁性質(zhì)。研

4、究發(fā)現(xiàn)，隨著Ho原子濃度的增加，Yni2B2C的超導溫度被明顯抑制，關于這一結(jié)果，我們第一次詳細的論證了這一超導轉(zhuǎn)變溫度的抑制主要來源于磁拆對效應，而Ho替代Y引起的離子質(zhì)量變化（類似同位素效應）對超導轉(zhuǎn)變溫度的抑制影響很小。此外，我們首次詳細地研究了Yni2B2C上臨界場隨著磁性Ho摻雜濃度的演化行為，即對于Ho摻雜濃度小于0.5時，上臨界場具有多帶超導的特性，而當Ho濃度高于0.5時，上臨界場的溫度關系主要受Ho離子磁性的影響，這再

5、一次表明體系中強烈的磁拆對效應。最后，對于Ho濃度為0.75的樣品，我們詳細的研究了其超導和磁性質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)了一種新的再入行為。與HoNi2B2C不同的是，這種再入行為在電阻上的再入峰的位置會隨溫度、磁場的變化而變化，并且在上臨界場的溫度關系上不存在極小值。通過對其磁結(jié)構(gòu)的詳細研究，我們認為非磁性Y原子的存在導致了Ho離子的磁無序，并且這種磁無序?qū)υ偃敕宓男袨槠鹬饕饔谩?br>　　 論文的第二部分，我們詳細的討論了另一種和離子行為相關

6、的輸運現(xiàn)象，即Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(PMN-0.3PT)馳豫鐵電材料中氧空位的輸運行為。氧空位的輸運，往往會導致鈣鈦礦氧化物中的電阻退化行為。這種電阻退化行為，在堿土金屬鈦酸鹽中已經(jīng)被很好的研究，而對于鉛基鈦酸鹽的研究卻幾乎沒有，這一部分的工作，正是填補了這一空白。我們通過Highly Accelerated Lifetime Tests(HALTs),Thermally Stimulated Depol