中子三轴谱仪的应用

中子三轴谱仪是最早被发明,同时也是应用最广泛的中子散射谱仪之一。它利用了单色器、样品、和分析器3个转动轴的原理,使测量时可以直观地观测倒空间和能量空间的某一个点的散射性质,因此非常适合研究固体中的各种元激发。简单介绍了三轴谱仪的基本原理,然后给出一些三轴谱仪应用的例子。在这些例子中,既包括弹性散射也包括非弹性散射,例如铜单晶中的声子谱,非常规超导体中的磁共振峰,PrO s4As12中的晶格场,以及单层锰氧化合物Pr1-xCa1+xMnO4中的漫散射。

高温超导体的磁激发:探寻不同体系铜氧化合物的共同特征

文章回顾了中子散射在高温超导铜氧化合物磁激发研究中的最新进展.自从铜氧化合物在20年前被发现以后,理解它们超导电性的微观来源一直是凝聚态物理中的核心课题.在传统超导体中,使得电子成对形成超导态的相互作用是以晶格振动(声子)为媒介的.而对于铜氧化合物的超导机理,人们通常认为磁激发可能起到根本的作用,因为超导电性是在可移动的“电子”或“空穴”掺杂到反铁磁母体化合物之后才发生的.文章总结了过去20年来利用非弹性中子散射研究磁激发的关键结果和现状,并指出了将来可能的研究方向.

超导与自旋涨落

在常规超导体中,库珀对是由于电子与声子之间的相互作用而形成的.在此过程中,人们可以只考虑电子的电荷性质与声子之间的关联.然而在所谓的非常规超导体中,人们意识到一些其他类型的元激发也可能导致超导现象,而自旋涨落则可能是其中最重要的一种.在大多数非常规超导体中,都可以发现自旋涨落的身影.而在一些重要的体系中,包括铜基超导体、铁基超导体以及一些重费米子超导体体系等,可以确切地说,自旋涨落起到了关键的作用,尽管其相对应的超导机制仍然还不清楚.文章简单介绍了自旋涨落与超导电性之间的关联.

中子三轴谱仪的原理、技术与应用

中子作为一种具有独特性质的亚原子粒子,在很多研究领域都具有重要且无法替代的优势.中子三轴谱仪通过能量守恒和动量守恒原理就可以测量某一系统的弹性或非弹性散射性质,从而获得该系统的结构或动力学信息.中子三轴谱仪得名于其3个核心部分:单色器、样品和分析器,每一部分都可以独立转动.由于三轴谱仪在物理学尤其是凝聚态物理学研究中所发挥的重要作用,中国科学院物理研究所将联合中国原子能科学研究院,在后者新建成的中国先进研究堆搭建一台现代化的热中子三轴谱仪.文章结合该谱仪,介绍了中子三轴谱仪的基本原理、技术以及应用范围.

铁基超导体中的长程反铁磁序

文章回顾了用中子散射技术对铁基超导体中所存在的三维长程反铁磁序进行研究的进展.大多数铁基超导体母体的晶体结构在温度降低时都经历了从四方相变化到正交相或单斜相的结构相变.在此相变温度之下,自旋系统也从顺磁变化到三维长程反铁磁.在掺杂之后,结构相变和磁相变都被压制,而超导则最终出现.文章详细介绍了各种母体中的三维反铁磁结构及其自旋波频谱,并讨论了掺杂对反铁磁相变和晶格相变的影响.

电子型最佳掺杂高温超导体Nd_(1.85)Ce_(0.15)CuO_(4-δ)中的磁激发谱

文章作者用非弹性中子散射探测了电子型最佳掺杂高温超导体Nd1.85Ce0.15CuO4-δ(Tc=25K)的磁激发谱.当样品的温度从正常态逐渐降低至超导态时,在以波矢Q=(π,,π0)为中心的区域,系统打开了一个小于4m eV的自旋隙,与此同时,在9.5m eV附近出现了一个"中子-自旋磁共振峰",并且"共振峰"的强度随温度的变化关系类似于超导序参量在超导相变发生时的变化,这一点与以前发现的各种空穴型超导体以及电子型超导体Pr0.88LaCe0.12CuO4中的"共振峰"的性质极为相似.因此可以说明"共振峰"是所有高温超导体的共性,并且对高温超导电性的形成有着非常关键的作用.