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本文对电子掺杂高温超导体La2-xCexCuO4(LCCO)薄膜的输运性质进行了系统的研究。主要内容包括:
(1)用稀薄Co离子取代最佳掺杂附近LCCO薄膜中的Cu离子,在系列薄膜中建立长程铁磁有序。通过磁性、电性测量及退火等实验确认了在最佳掺杂LCCO中电子对电子掺杂高温超导体的超导电性起主要作用;
(2)研究了最佳掺杂附近LCCO薄膜的载流子随温度和磁场的演变。从两类载流子参与输运的有效浓度和散射弛豫时间的差别合理地解释了Hall电阻率的变号。
(3)利用40Tesla脉冲磁场研究了宽掺杂范围LCCO体系的各种电子相变,包括超导-绝缘、超导-金属、绝缘-金属相变,发现从重欠掺杂到重过掺杂整个掺杂区间在低温下都存在负磁电阻(n-MR)效应,而且最佳掺杂附近n-MR最小;样品在发生超导-绝缘转变时磁电阻曲线都有交点,而且x=0.12的样品磁电阻曲线有两个交点;讨论了n-MR随温度、磁场的变化规律和起因,以及这种交点的物理意义;
(4)研究了Tc以下磁场压制超导的LCCO薄膜的Hall效应,包括至2K的低温下不同掺杂LCCO超导电性被压制时电子型载流子和空穴型载流子对输运贡献的演变;以低温Hall效应探测费米面的演变;从超导样品微分磁电阻曲线观测到两类载流子的竞争。