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宏观量子效应是指在宏观体系中一些需要量子力学才能解释的效应,它们不仅是理论研究的热点,也有很重要的实际应用。本论文主要包括两个部分,一个部分关于分子磁体Mn12-Ac,另一部分关于铁基超导体的量子相干实验(相位敏感实验),它们都与宏观量子效应有关。
分子磁体部分首先介绍了分子磁体的研究进展,主要是分子磁体的各种宏观量子效应,在量子计算中的可能应用,以及分子磁体内的偶极相互作用的研究现状。其次介绍了对Mn12在共振场处隧道几率及台阶宽度的研究,实验中我们发现Mn12共振隧道过程中可以出现类似激光物理中的“烧孔效应”,这一效应表明远大于理论预言的台阶宽度主要来自偶极相互作用和精细相互作用,同时我们还发现在台阶处不断扫场,台阶位置基本不变,但是隧道几率会随磁矩指数的减少,说明通过测量台阶高度确定的隧道劈裂和真正的隧道劈裂值并不完全一致。然后介绍了我们对分子磁体Mn12偶极相互作用和偶极内场的研究,结果表明在完全极化状态下Mn12偶极场和其形状有关,这种依赖关系可能会导致Mn12在低温下有不同的磁相变。最后通过研究Mn12/Mn11Cr混合晶体的低温磁滞回线,发现其在低温下有一组新的量子隧道台阶出现,推测其对应一种新的单分子磁体Mn10Cr2。
铁基超导体部分首先介绍了铁基超导体材料的研究进展,超导体相位敏感实验的作用和几种基本做法,简略介绍了太赫兹光谱的种类,特点及其在凝聚态物理特别是超导研究中的应用。然后最后介绍了用角结方法做的铁基超导体BaFe1.8Co0.2As2的相位敏感实验,结果表明BaFe1.8Co0.2As2的超导波函数不同于d波对称的高温超导体,而更像常规超导体。最后介绍了我们实验室自建的可变温带强场的THz光谱系统,并用它研究了铁基超导体FeSe0.5Te0.5薄膜的THz透射谱,得到了FeSe0.5Te0.5能隙的相关信息。