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本论文论述了新型角分辨光电子能谱系统的研制,高质量欠掺杂范围内Bi2Sr2Ca1-xDyxCu2O8+δ单晶的生长,真空紫外激光角分辨光电子能谱仪对铜氧化物高温超导体Bi2Sr2Ca1Cu2O8+δ的多体相互作用,色散关系,电子空穴混合以及超导能隙和赝能隙等的深入研究。论文主要包括以下内容:
1.参与了真空紫外激光角分辨光电子能谱仪的研制。另外,承担了自旋分辨能谱仪系统和飞行时间能谱仪系统的图纸设计工作,并完成安装。本论文对角分辨光电子能谱仪的原理,真空紫外激光角分辨光电子能谱仪的性能及各个组成部分进行了详细的论述。
2.利用移行浮区法生长出了一系列高质量、大尺寸、从极度欠掺杂到最佳掺杂的Bi2Sr2Ca1-xDyxCu2O8+δ单晶,并且通过对最佳掺杂的样品退火得到一系列过掺杂的样品,为光电子能谱实验打下了良好的基础。本论文对晶体生长方法、结构以及物性测量做了详细论述。
3.利用真空紫外激光角分辨光电子能谱仪超高分辨率的优势,对最佳掺杂Bi2Sr2Ca1Cu2O8+δ的多体相互作用的研究表明,在这种高温超导体中存在一种新的电子耦合形式;并且发现节点区对高温超导电性的敏感性。
4.利用真空紫外激光角分辨光电子能谱仪对最佳掺杂的Bi2Sr2Ca1Cu2O8+δ的研究表明,高能色散中的“kink”~400meV)不能归咎于电子和其它玻色子的相互作用,高能色散(延伸至~1eV)也不代表真实裸带。详细的动量分布曲线(MDC)和能量分布曲线(EDC)研究,表明高能的动量色散关系并不能代表真实的能带。
5.高分辨的真空紫外激光角分辨光电子能谱对Bi2Sr2Ca1Cu2O8+δ的研究显示,在低温下的动量分布曲线中(MDC)直接观察到电子空穴混合,这对应着费米能级以下一支Bogolibov色散。并且观察到一种新奇的性质,即动量分布曲线(MDC)色散随温度变化完美的交于费米能级以下某点。
6.真空紫外激光角分辨光电子能谱对最佳掺杂、欠掺杂Bi2Sr2Ca1Cu2O8+δ的能隙函数及能隙随温度的变化关系测量表明,简单的单能隙与两能隙图像均不能很好的描述,能隙函数可能为非单色的d波。