【摘 要】
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量子相变是本世纪凝聚态物理领域一个重要的科学问题以及研究热点。发生在零温的量子相变,可以对有限温度甚至是室温以上的物性造成影响。对不同量子相变现象的研究,可以为量子相变的普适性提供重要的参考构架。通过压力调控,本博士论文探索了铁磁材料CeRh6Ge4,反铁磁材料CePdIn以及电荷密度波材料LaPt2Si2等材料中可能出现的量子相变及相关物性。1.反铁磁量子临界点可以在诸多强关联体系中被发现。在某
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量子相变是本世纪凝聚态物理领域一个重要的科学问题以及研究热点。发生在零温的量子相变,可以对有限温度甚至是室温以上的物性造成影响。对不同量子相变现象的研究,可以为量子相变的普适性提供重要的参考构架。通过压力调控,本博士论文探索了铁磁材料CeRh6Ge4,反铁磁材料CePdIn以及电荷密度波材料LaPt2Si2等材料中可能出现的量子相变及相关物性。1.反铁磁量子临界点可以在诸多强关联体系中被发现。在某些反铁磁量子临界点附近,可以观察到奇异金属行为。但是对于铁磁量子临界点的存在,目前仍缺乏确凿的证据。理论也支持在一个干净的体系中铁磁量子临界点不存在的观点。通过对高质量CeRh6Ge4单晶样品的研究,我们首次发现了压力诱导的铁磁量子临界点。并且在该量子临界点附近,观察到了奇异金属行为。我们的这一发现推翻了人们先前对铁磁量子相变的认识,为研究铁磁量子临界点以及奇异金属行为的产生提供了一个很好的范例。2.大多数重费米子化合物的反铁磁量子临界点可以用传统的HMM理论来解释。但也存在一些化合物,它们的反铁磁量子临界点超越了HMM理论的解释框架。科学家们认为阻挫在其中扮演了 一个十分重要的角色。反铁磁材料CePdIn具有六方ZrNiAl型结构,而这类结构被认为可能存在阻挫效应。为了探究阻挫对CePdIn物性的影响,我们测量了CePdIn在磁场以及压力下的相关性质,并且和准二维但同结构的CePdAl进行类比。我们发现,CePdIn偏向于三维,因而阻挫会有所减弱。CePdIn未表现出和CePdAl类似的新奇的物理相图。我们推测,这和该体系较弱的阻挫强度有关。3.LaPt2Si2是一个电荷密度波材料,而且在低温存在超导转变。近几年来兴起了很多电荷密度波量子相变相关的研究。目前这些化合物的相图可以大致分为两类:在第一类中,在外界参量的调控下,电荷密度波有序态在某处被突然抑制,同时超导温度骤然提高;在第二类中,电荷密度波可以被连续抑制,出现量子临界点,且在量子临界点附近超导转变温度具有极大值。第一类可以用BCS理论框架解释,但第二类目前还没有得到较好的理解,亟需对新体系的研究。通过压力的调控,LaPt2Si2的电荷密度波表现为一级的量子相变,且在被抑制的临界压力处超导转变温度有极大值。我们发现该超导趋势可以在BCS理论框架中被解释。
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