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本文以高质量La2-xSrxCuO4(LSCO)单晶为对象,细致研究了其ab面和c方向的热导和热电势及磁场对它们的影响。此外,我们发展了一套用溶胶—凝胶法合成LSCO前驱粉料的的新工艺,并用移行溶剂浮区法(TSFZ)成功的生长了高质量的LSCO单晶。
首先测量了一系列的欠掺杂La2-xSrxCuO4(x=0.063,0.07,0.09,0.11,0.125)单晶的ab面和c方向的热导率和温度的关系曲线。测量温度区间为2-45K。结果表明LSCO的ab面和c方向的热导率随温度降低而降低,直到超导转变温度Tc处时热导率的下降速度变缓,而且对于掺杂量较高的样品,热导率在Tc处甚至有略微的升高。我们认为造成这种现象的原因时因为在超导转变时声子热导增大。我们还发现在温度降至10K以下(5-10K)时,热导率有一个突然的下降。我们认为这可能是由于在低温下,欠掺杂LSCO样品发生了由低温正交相(LTO)向短程的(动态)的类低温四方相(LTT-Like)的结构相变,从而导致了声子热导率下降。
我们还研究了沿c方向加磁场14T后热导率所受的影响。我们发现ab面和c方向的热导率都受到了磁场的压制,而且热导压制率和温度的依赖关系与场致反铁磁有序的增强对温度的依赖关系有高度相似性。我们认为可能的原因是,在磁场的诱导下欠掺杂LSCO中的某种电荷有序和反铁磁有序受到强化,这种电荷有序很大程度上使ab面的准粒子局域化,从而使ab面电子热导减小。并且这种磁场导致的反铁磁有序和电荷有序还会压制c方向的声子热导率。
最后我们测量了一系列LSCO样品的ab面的热电势与温度的关系曲线以及样品进入混和态的热电势。在Sr掺杂量x=0.07的样品的热电势中未观察到140K附近的宽峰,说明热电势在140K附近的宽峰只在最佳掺杂附近和过掺区出现,不是LSCO的普遍性质。