Doktorska disertacija
Femtosekundna relaksacijska dinamika v snoveh s kolektivnimi elektronskimi stanji: kupratni in železo-pniktidni superprevodniki ter sistemi z valom gostote naboja
Ogledi: 12 | Prenosi: 8
Povzetek
Doktorsko delo obravnava fotovzbujeno relaksacijsko dinamiko v superprevodnih železovih
pniktidih, kupratih in sistemih z valom gostote naboja s femtosekundno lasersko spektroskopijo.
Za raziskovanje temperaturne in fluenčne odvisnosti fotovzbujenih tranzientnih reflektivnosti
ΔR/R v železovih pniktidih in kupratih smo uporabili standardno dvojno črpalnotestno
tehniko. Za sisteme vala gostote naboja pa vpeljujemo novo vpisovalno-črpalno-testno
sunkovno tehniko.
študije temperaturne odvisnosti ΔR/R v nizko perturbacijskem vzbujevalnem režimu v
nedopiranih železovih pniktidih so pokazale kritično upočasnjevanje relaksacije pri tranzicijski
temperaturi sistema vala gostote spina/strukturne TSDW/Ts. Pri temperaturah pod
TSDW/Ts se v relaksacijski dinamiki kvazidelcev pojavi ozko grlo, ki ga povezujemo z odpiranjem
BCS-podobni temperaturno odvisni reži. Ugotovili smo, da se velikost reže zmanjšuje
s povečanim dopiranjem, kar je v skladu z zmanjšanjem stabilnosti ortorombičnega/SDW
stanja. Iz relaksacijskega časa v normalnem stanju določamo konstanto sklopitve elektronov
in fotonov λ kot drugi moment Eliashbergove funkcije. V vseh treh preučevanih železovih
pniktidih ima λ podobno vrednost, kar nakazuje zmerno sklopitev elektronov in fotonov.
Pri superprevodnih pniktidih in kupratih smo s povečano vzbujevalno fluenco opazili
saturacijo superprevodne (SC) komponente. Iz fluenčne odvisnosti smo ocenili gostote
uničevalne energije, Ud, SC stanja in ugotovili, da ima približno kvadratno odvisnost od
Tc. To obnašanje smo obravnavali v okviru modela na osnovi fononsko posredovanega kvazidel
čnega mehanizma ozkega grla.
Relaksacijsko dinamiko v normalnem stanju smo analizirali prek temperaturno neodvisne
reže (psevdoreže). Ocenjene velikosti psevdoreže se zmanjšujejo s povečanim dopiranjem in
so tako konsistentne z vrednostmi psevdoreže , ki so jih dobili iz T-odvisnosti Knightovega
premika.
V vzorcih Ba-122, dopiranih s kobaltom, smo opazili dvoštevno rotacijsko anizotropijo
glede na polarizacijo testnega sunka v nominalno tetragonalnem stanju do temperature
~200 K. Anizotropija je posledica elektronskih nematičnih fluktuacij ali ureditve Fe d orbital.
Za preučevanje prehoda z zlomom simetrije v 1T-TaS2 monokristalih smo vpeljali novo
vpisovalno-črpalno-testno sunkovno tehniko. Pri teh eksperimentih sistem preklopimo z
enim intenzivnim 50 fs sunkom v stanje z visoko simetrijo, nato pa opazujemo časovni razvoj
s standardno črpalno-testno sekvenco. Prehod v novo skrito fotovzbujeno p-TaS2 stanje
(ON stanje) je bil dosežen na določenem energijskem pragu vpisovalnega pulza. Dokazano
je bilo, da je novo stanje moč doseči samo po optični poti in da je stabilno do ~100 K. Da bi
se vrnili nazaj v sistem iz stanja p-TaS2 v CCDW-stanje (OFF stanje), uporabimo niz 50 ps
dolgih sunkov. Prehod iz stanja ON/OFF je ponovljiv, spremlja pa ga sprememba odbojnosti
in električne upornosti, kar odpira nove možnosti za generacijo ultrahitrih spominskih
elementov.