FeSe基超导体的拉曼散射研究

拉曼散射是现代凝聚态物理研究的基础实验手段之一,利用其技术上的特色,可以探测凝聚态物质的各类激发及其耦合.FeSe基超导体具有块材、单层、缺位相、插层结构等不同的结构形态、丰富的电子和磁相图、从几K到40 K以上的易调节超导转变温度,因此形成了研究超导性质的一个理想平台,近些年引发了超导领域很多研究者的研究兴趣.本文首先对FeSe基超导体的结构、磁性和电子结构进行介绍,着重阐述了拉曼散射测量在FeSe基超导体研究中取得的研究进展.在声子拉曼响应方面,主要介绍FeSe基超导体的结构与其超导电性之间的关系;在磁的拉曼响应方面,分别对FeSe基材料的双磁子、自旋声子耦合等研究结果进行讨论;在电子拉曼响应方面,主要针对FeSe基超导体中的向列相问题进行了相关分析;最后对单层FeSe超导体和相关的拉曼测量做简要介绍.     

铁硒基超导体的高压研究进展

FeSe及其衍生化合物因表现出奇特的正常态和超导态性质,成为近年来铁基超导领域的研究热点,其中高压技术在揭示FeSe中的竞争电子序和调控高温超导方面发挥了重要作用.本文概述了利用六面砧装置对FeSe基超导体的高压研究进展,主要内容包括:(1)通过建立FeSe的完整温度-压力相图,观察到圆拱形的反铁磁相界并详细揭示了电子向列序、长程反铁磁序和超导相之间的竞争关系,结合高压下的霍尔效应测试进一步表明反铁磁临界涨落对实现高温超导具有重要作用;(2)在多个插层FeSe高温超导体中,普遍发现高压会首先抑制超导I相,然后在临界压力之上诱导出高温超导Ⅱ相,呈现出双拱形超导相图,而且最高临界温度突破50 K;(3)结合高压X射线衍射和霍尔效应测试,指出超导Ⅱ相的出现和伴随的载流子浓度提高很可能源于压力诱导的费米面重构.     

电子掺杂下FeSe二维性的增强

本文利用离子液体调控对FeSe薄膜进行电子掺杂,研究了超导增强过程中FeSe超导涨落行为的演化.顺电导分析表明,随着温度降低,超导涨落维度从二维过渡到三维;并且,随着电子掺杂,三维涨落的温度区间逐渐减小,这表明FeSe层间耦合强度逐渐减弱,体系二维性增强.FeSe调控后的高T_c态与插层FeSe基材料不仅具有相近的T_c(～40 K),并且都表现出较强的二维性,这暗示着二维性的增强对于FeSe超导的增强起着重要作用.     

单层FeSe/氧化物界面超导的ARPES研究

单层FeSe/氧化物界面存在高温超导是近年来凝聚态物理领域的重要发现之一.在氧化物衬底上的单层FeSe有着远高于FeSe块材的超导配对强度,这是迄今为止最薄的高温超导体.更为新奇的是,这种超导配对强度的大幅增加仅发生在FeSe为单个晶胞层时,而SrTiO3衬底上的第二层FeSe则不具有超导电性,这些新奇的现象及其背后的物理机理引发了广泛的关注,其中原位界面调控与ARPES研究的结合在推动对界面超导机理的理解和对超导配对的提升方面均扮演着重要的角色.本文主要对单层FeSe/氧化物界面超导的原位调控与ARPES研究进展进行综述,并从基本电子结构与超导能隙特征、界面调控揭示超导增强机理、界面氧化物的调控与超导配对温度的提升三个方面进行分析,这些实验结果为理解和提升界面高温超导提供了线索.     

“1111”型稀磁半导体的研究进展

我们成功地制备了载流子和自旋分离的"1111"型块材稀磁半导体(La,AE)(Zn,TM)AsO(AE=Ba,Sr;TM=Mn,Fe)居里温度TC可以达到40K.我们研究了载流子和局域磁矩对铁磁有序的调制作用,在(La1-xSrx)(Zn0.9Mn0.1)AsO(x=0.10,0.20,0.30)中,控制Mn的浓度为10%,改变Sr的掺杂浓度,当Sr的掺杂量为10%时,我们可以观测到～30 K的铁磁转变温度;而当Sr的掺杂量达到30%时,铁磁转变温度和有效磁矩都大幅度地降低.我们运用缪子自旋共振和中子散射等微观测量手段研究了该系列材料的自旋动力学,缪子自旋共振的测量表明铁磁有序转变发生在整个样品内,即样品是块材稀磁半导体;缪子自旋共振测量得到的"1111"型稀磁半导体静态局域场振幅as与居里温度TC的关系和(Ga,Mn)As,"111"型Li(Zn,Mn)As,以及"122"型(Ba,K)(Zn,Mn)2As2一致,表明这些体系拥有相同的磁性起源机制.我们对该系列稀磁半导体的研究有利于进一步揭示包括(Ga,Mn)As在内的稀磁半导体的磁性起源机制.     

基于相关维数的磁刺激穴位脑功能网络构建与分析

针灸经临床实践已证明其疗效,然而其作用机制仍不清楚,磁刺激穴位为研究针灸理论提供了一种新的方法.本研究采集安静状态和磁刺激内关穴(PC6)状态的脑电(EEG)信号,基于非线性动力学特征(相关维数)和互信息方法构建脑功能网络,基于复杂网络理论对所构建脑功能网络进行分析,对比分析了安静和磁刺激两种状态下的脑功能网络的拓扑性质.实验结果表明,基于磁刺激内关穴构建的脑功能网络与安静状态相比,其拓扑结构发生了改变,网络连接增强,信息传输效率提高,并且"小世界"属性增强.     

火星磁尾解释大气为何消失

<正>极其稀薄的大气层是火星不适宜生命生存的最主要原因之一。但是,火星怎么会弄丢自己的大气层呢?近日,NASA的火星大气与挥发演化探测器(MAVEN)似乎找到了答案:原来,火星拥有一条"隐形"的磁尾,因与太阳风作用而发生扭曲。而这一过程很可能令这颗红色星变成了冰冷的荒漠。"火星的磁尾在太阳系中独一无二,"MAVEN项目的科学家Gina Di Braccio解释道,"它与金星的磁尾不同,因为金星本身没有磁场;和地球的磁尾也不同,因为地球拥有活跃的磁场。它像是这两种情况的混合体。"     

外刊

<正>Nature本期《自然》封面为一颗名为"Esquel"的石铁陨石,研究人员James Bryson等人对两个石铁陨石(Esquel和Imilac)的铁镍基质所做的高分辨率磁成像,描绘出一个石铁陨石在其母天体上的磁活动时间序列记录,这一记录捕捉到了该天体的磁场因液体核心固化而消失的最后时刻。     

封面说明

<正>本期出版了"中国磁约束聚变科学技术研究进展"专题.有着"人造太阳"之称的磁约束热核聚变是解决人类未来能源危机的最终途径.中国依托东方超环(EAST)和环流器二号(HL-2A)两个托卡马克装置的实验研究成果和参与国际热核聚变实验堆(ITER)的设计建造经验,全面启动了中国聚变工程实验堆(CFETR)的物理     

矩形磁纳米点的磁反转及动力学特性研究

基于微磁学模拟方法研究了矩形纳米点的磁反转和动力学特性.获得了矩形纳米点的磁反转过程、自旋波本征动力学特性,以及两者间的内在联系.矩形纳米点的磁反转过程从边缘畴壁的失稳开始,伴随着边缘畴壁移出纳米点外微磁结构从"Flower"态转变为"C"态,随着"C"态边缘畴向磁体中央扩展形成大角畴壁,最后伴随着畴壁移出纳米点外实现反转.磁反转过程中微磁结构相变总是伴随着某种自旋波模式的软化;对称的边缘模式(S-EM)模式软化诱发微磁结构从"Flower"态向"C"态演化,在反转场附近,局域于Y形畴壁的Y-D畴壁模式自旋波的软化激发矩形纳米点不可逆磁反转.     

FeCo基合金的一种环向磁化特性

测定了Fe36 Co36 Nb4 Si4.8 B19.2合金非晶管在环向磁化场作用下的纵向驱动巨磁阻抗效应,发现样品的阻抗比曲线在频率低于600 kHz时呈"双峰"现象,频率高于600 kHz时呈"单峰"现象,并对环向磁化场作用有良好的线性响应.用磁力显微(MFM)观察了样品的纵向和环向磁畴结构,分析认为是合金非晶管的分层磁畴结构分布导致了环向良好的线性磁特性.     

磁电复合振子PbZr_(0.48)Ti_(0.52)O_3/Tb_(0.3)Dy_(0.7)Fe_(1.92)的电容型磁阻抗效应

谐振频率及阻抗匹配是压电换能器中十分重要的参数.基于压电陶瓷圆环Pb Zr_(0.48)Ti_(0.52)O_3(PZT)和磁致伸缩材料铽镝铁Tb_(0.3)Dy_(0.7)Fe_(1.92)(TDF)构成"环-环"磁电复合振子,实验研究磁场作用下,由磁电复合振子的有效介电常数变化引起的电容型磁阻抗以及磁控谐振频率偏移效应.实验结果显示,谐振频率和反谐振频率下的磁阻抗可达18%、32%;当磁场为800 m T时,谐振及反谐振频率的最大偏移量约为9 k Hz.利用复合材料的磁-力-电耦合效应,对电容型磁阻抗及磁控谐振频率偏移进行了理论分析.本研究为解决压电换能器谐振频率的漂移问题及阻抗匹配提供了实验及理论基础.     

超磁致伸缩执行器温控系统的设计与实现

为了实现超磁致伸缩执行器(GMA)精密的位移控制,需要采取一定温控设施保证超磁致伸缩材料(GMM)工作在特定温度情况下;针对超磁致伸缩材料对温度的敏感性,在GMM智能构件的基础上提出了一种改进的强制水冷温度控制策略;利用单片机控制系统实现了对超磁致伸缩执行器的温度控制,实验结果表明了该控制策略可以保证GMA工作在恒温,验证了策略的有效性;对超磁致伸缩材料微驱动应用具有实际的工程意义。     

碱金属锂和1,3-丙二胺插层的超导体Li_x(C_3H_(10)N_2)_yFe_2Se_2具有39 K超导转变温度（英文）

通过两步法成功合成了一种新的FeSe基超导体Li_x(C_3H_(10)N_2)_yFe_2Se_2(C_3H_(10)N_2指的是1,3-丙二胺).这种新材料属于四方晶系,其超导转变温度为35 K.在125℃退火12h后,该样品的晶体结构保持不变,但超导转变温度突然移至39 K,这些均被粉末X射线衍射和磁化率测量证实.样品在退火前后,晶格常数a和b在0.3%内变化,但是晶格常数c的变化约为1%.因此,可以推断,样品的超导转变温度的明显变化应该归因于插层样品内部结构的重排和电子更均匀的分布.     

压电极化方向对磁电复合振子磁阻抗效应的影响

本文研究了压电体分别沿长度和厚度极化的磁电复合振子的磁阻抗效应.根据压电体的极化理论,在洛伦兹模型和德拜模型基础上,利用磁电耦合理论研究了磁电复合振子有效相对介电常数与磁场的关系,数值模拟了有效相对介电常数随磁场的变化.由磁电复合振子的磁阻抗与有效相对介电常数的关系,理论分析了磁电复合振子在谐振频率下的磁阻抗效应.在理论分析基础上,实验研究了"三明治"结构磁电复合振子的磁阻抗效应.实验结果表明,在谐振频率下,磁场在0～50 mT范围内,当压电体的极化方向为长度极化时,其磁阻抗随磁场的变化率是压电体厚度极化的22倍,实验结果与理论模拟基本吻合.在此基础上,对实验结果的磁分辨率进行了计算,在谐振频率下,压电体长度极化磁电复合振子的磁分辨率为2.76×10~(-12) T/μΩ,压电体厚度极化磁电复合振子的磁分辨率为78×10~(-12) T/μΩ,本研究为地磁场的探测提供了理论基础.     

Terfenol-D力—磁—热耦合动态特性

对超磁致伸缩棒材(Terfenol-D)在预压力、环境温度、交变磁场耦合作用下的磁致伸缩动态特性进行了比较全面的实验研究.给出了Terfenol-D动态响应磁致回线、动态应变、响应波形相位随着激励频率、预压力、环境温度、偏磁场的变化规律,找出了两个不同的共振频率,并发现了高阶共振频率随偏磁场发生"漂移"的现象,印证了磁场作用下Terfenol-D材料所特有的△E效应的存在.     

铁磁准同型相界附近畴结构和磁致伸缩响应的压力依赖效应:相场模拟

最近,在超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Materials,GMMs)体系发现的类似于铁电材料"准同型相界(Morphotropic Phase Boundary,MPB)"的铁磁MPB效应引起了研究者的广泛关注.但是前期关于铁磁MPB的研究大都集中在实验领域,铁磁MPB处超敏磁弹响应机制尚不清晰.不同于传统唯象模型,我们结合微弹理论开发了能够充分考虑不同相之间的应力、应变相容的相场微磁微弹模型.通过该模型研究了铁磁MPB处不同外场(压力、磁场)条件下磁化翻转和畴结构演化情况,阐明了相界附近微结构演化和宏观磁弹响应的依赖关系.相场微磁微弹理论对超磁致伸缩材料MPB的成功描述为调节铁磁准同型相界提供了有效的科学途径,有望为新型超磁致伸缩材料的高效、低成本开发提理论指导.     

断层相关褶皱的磁组构与有限应变：川西岷江冲断构造的实例分析

在龙门山褶皱冲断构造的前锋带上,选取了一条典型的断层相关褶皱构造剖面进行磁组构研究．沿着剖面在不同构造部位的23个采样点中钻取了224个定向岩芯样品,所有样品均采自上三叠统须家河组地层中．通过磁组构研究,在断层相关褶皱中鉴别出6种特征的磁组构类型: (1)沉积磁组构;(2)初始变形磁组构;(3)铅笔构造磁组构;(4)弱劈理磁组构;(5)强劈理磁组构和(6)拉伸线理磁组构．研究表明,大多数磁组构显示出弱应变特征,属于褶皱前夕的平行层缩短(LPS)的纯剪变形结果;在断层弯曲褶皱中的磁组构基本上都是弱应变的初始变形组构,背斜前翼比后翼应变略强,断层下盘没有显示出有限应变．断层扩展褶皱的三角剪切带是有限应变最为集中的地区,其中的磁组构特征大致符合运动学模拟的预测结果．磁组构所指示的构造应力场在整个剖面上基本是一致的,主要为NW-SE向的挤压缩短,这与龙门山褶皱冲断带的区域挤压应力方向是相同的．     

低频(2,1)模磁扰动下CFETR高能α粒子的损失研究

针对中国聚变工程试验堆(Chinese fusion engineering test reactor,CFETR)的正常磁剪切平衡位形,采用测试粒子模拟方法,研究了存在磁流体动力学(Magnetohydrodynamics,MHD)低频(2,1)模磁扰动条件下CFETR聚变产物高能α粒子的损失规律。模拟结果表明:在无磁扰动时,α粒子的损失率很低,但在有磁扰动时,α粒子与(2,1)模发生了强烈的相互作用,α粒子的损失率随着(2,1)模磁扰动幅值的增大而显著增大,损失的α粒子的初始位置主要集中在(2,1)模中心位置附近,初始位置分布在靠近磁轴芯部区域的α粒子没有损失,所有损失的α粒子几乎都是从等离子体赤道面以下飞出。     

Ni原子相互作用势能及物理性能解析分析

从价键理论与单原子状态理论出发,对面心立方Ni电子结构(3dn)2.69(3dc)5.24(3dm)0.66(4sc)0.25(4sf)1.16进行了研究。根据修正后的铁磁金属晶格系数,通过对Brillouin函数泰勒级数展开及取五阶近似推导出磁电子数密度随温度变化的代数解析式,并画出了曲线图,得到的变化趋势是磁电子数密度随温度的升高而逐渐降低。此外求解了磁电子数密度随温度变化的代数解析式的一阶导数,并从一阶导数变化趋势印证磁电子数密度随温度的升高而逐渐降低这一规律。运用Ni磁性线热膨胀系数公式,计算了温度在0~600K过程中,线热膨胀系数随温度的变化规律,得到磁性线热膨胀系数在整个变化过程中变化并不大,数量级为10-6。最后得出取五阶近似得到的磁电子数密度函数、磁性线热膨胀系数函数表达式有普遍实用性。