凝聚态物理和材料科学中的应用.pdf

同步辐射红外谱学和显微成像 ——凝聚态物理和材料科学中的应用 科学问题—强关联体系 强关联体系的低能电动力学 电荷、自旋、晶格和轨道间的复杂相互作用丰富的物理现象在红外波段 开口谐振环的磁模式开口谐振环的磁模式 超导能隙超导能隙 极化子极化子 铜氧化物超导体中（赝）能隙铜氧化物超导体中（赝）能隙 磁共振和强磁共振和强 耦合效应耦合效应 高温超导体 1. Looking for new materials • 1986: High-Tc cuprates • 1990: C60 fullerene • 2000: MgB2 • 2003: NaxCoO2·3H2O • 2004: B-doped diamond • 2008: Fe-based 2. Understanding new materials Infrared spectroscopy plays a role... P.W. Anderson (1991): “Two smoking guns” for High-Tc Superconductivity: “Angle-resolved photoemission … and absorption of c-axis polarized infrared” Charge dynamics at high temperatures La2-xSrxCuO4 (LSCO) T 80 K and ω 500 cm-1 : -1 ω =3250cm La Sr CuO 400 p 1.97 0.03 4 a axis Drude-like behavior ) -1 1 1/τ=430cm - 2 ω τ m p 1− c 200 1/τ=815cm-1 σ ω( 1) = 2 2 1ω+ τ Ω ( y t i 0 Band-like