中国科学技术大学高温超导物理研究新进展(2)
2013-09-18 01:27
导读：2.2.4CuxTiSe2体系的研究 过渡金属二硫族化合物（TMD’s）具有非常丰富的物理现象.不同的 化学 组成和结构可以导致迥然不同的物理性质.例如，两维体系的
2.2.4 CuxTiSe2体系的研究
过渡金属二硫族化合物（TMD’s）具有非常丰富的物理现象.不同的
化学组成和结构可以导致迥然不同的物理性质.例如，两维体系的电荷密度波是首先在TMD’s中发现的［57］.电荷密度波态，1T结构的TaS2会在费米面打开一个能隙［58］，但在2H结构的TaS2中，能隙只是部分打开［59］，而在1T结构中的TiSe2中却没有任何能隙的打开［60］.非常有意思的是，超导电性总是在2H结构的TMD’s材料中和电荷密度波相互共存、相互竞争［61—63］，但在1T结构的化合物中，却很少观察到这种现象.最近，在1T结构的CuxTiSe2中发现的超导电性进一步丰富了TMD’s材料的物理内容［64］.在不掺杂的1T结构的TiSe2中，体系表现为CDW，并且这种材料中的CDW机制到目前还在争论中.随着铜原子的掺杂，CDW转变温度会迅速下降，这种情况类似于MxTiSe2’s (M=Fe,Mn,Ta,V和Nb)化合物［65—68］.与此同时，超导电性会在掺杂量为x=0.04出现，并在x=0.08达到最大值4.3K，然后转变温度开始下降，在x=0.10时下降为2.8K.令人惊奇的是，这样一个相图和高温超导铜氧化物以及重费米子体系是非常的类似的［69］，所不同的是，在这里与超导相互竞争的是电荷序，而在高温超导铜氧化物以及重费米子体系中是反铁磁序.在1T-CuxTiSe2体系中存在这种普适的相图是非常重要的，对它的研究将会给其他相关领域也带来重要的帮助.基于以上考虑，我们系统地研究了CuxTiSe2（0.015≤x≤0.110）单晶的输运性质、结构以及低温热导（x=0.55）［70—72］.当x≤0.025，体系在低温下会形成电荷密度波，并在面内和面外的电阻率随温度曲线都表现出一个宽峰行为.随着Cu的掺杂，电荷密度波被完全压制在x=0.55附近，随后体系会出现超导电性且随Cu掺杂而增强.体系的超导电性在x≥0.08以后开始被压制，在Cu0.11TiSe2样品中，直到1.8K都没有发现超导电性.通过角分辨光电子谱的研究，发现1T-TiSe2母体具有半导体类型的能带结构，并且发现，随着Cu掺杂体系的化学势显著提高，从而导致电荷密度波的压制以及超导电性的出现.我们还通过低温热导的测量确定了该体系的超导为单带的s波超导.
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3 小结
以上介绍了我们在高温超导领域的最新进展.我们不但在高温超导铜基化合物中取得了不错的成绩，在新超导体研究中也处于国际领先水平，尤其是在新的铁基高温超导体的研究方面.オ
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