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布魯克Vertex 80v真空型傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)助力超導(dǎo)研究
2024-08-20
使用布魯克Vertex 80v 真空型傅立葉變換紅外光譜儀，結(jié)合原位金蒸發(fā)技術(shù)，在室溫到液氦溫度（4.2K）的不同溫度下，在8-50000 cm-1（1 meV – 6.25 eV）的寬光譜范圍內(nèi)，以超高精度測量超導(dǎo)材料的絕對反射率。
自 1911 年在汞中發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象以來，超導(dǎo)作為一種宏觀的物質(zhì)量子現(xiàn)象，一百多年來始終吸引著科學(xué)家的研究興趣。超導(dǎo)體表現(xiàn)出的迷人的電子特性和磁性特性（例如，零電阻和完美的抗磁性）在許多領(lǐng)域具有不可替代的應(yīng)用，例如，輸電、高磁場的產(chǎn)生、超弱磁場探測以及量子計算。在超導(dǎo)研究領(lǐng)域，尋找高溫超導(dǎo)體以及了解非常規(guī)超導(dǎo)機(jī)理是最為重要的兩個課題。光譜學(xué)是研究非常規(guī)超導(dǎo)體中電荷和晶格動力學(xué)的強(qiáng)有力技術(shù)。
南京大學(xué)的研究人員使用適配了低溫恒溫器的布魯克VERTEX 80v真空型光譜儀對超導(dǎo)性進(jìn)行了研究（實(shí)驗(yàn)室照片經(jīng)Dai博士和Wen教授許可使用）
長期以來，南京大學(xué)超導(dǎo)物理與材料研究中心的科學(xué)家一直在使用紅外光譜技術(shù)研究非常規(guī)超導(dǎo)的物理特性。他們使用布魯克Vertex 80v 真空型傅立葉變換紅外光譜儀，結(jié)合原位金蒸發(fā)技術(shù)，在室溫到液氦溫度（4.2K）的不同溫度下，在8-50000 cm-1（1 meV – 6.25 eV）的寬光譜范圍內(nèi)，以超高精度測量超導(dǎo)材料的絕對反射率。VERTEX 80v可實(shí)現(xiàn)的超寬頻率范圍，涵蓋了超導(dǎo)材料中大多數(shù)重要的集體激發(fā)和相互作用的能量范圍，例如超導(dǎo)能隙、贗能隙、莫特或電荷轉(zhuǎn)移能隙、洪德耦合、準(zhǔn)粒子散射率、紅外活性聲子模和帶間電子躍遷。研究人員通過追蹤這些重要的激發(fā)和相互作用隨溫度或化學(xué)摻雜的演化，區(qū)分出產(chǎn)生非常規(guī)超導(dǎo)性的關(guān)鍵成分。
對于上述某些要求嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)而言，必須檢測出樣品的最小反射率變化（例如 <2%）。因此，傅立葉變換紅外光譜儀須具備極高的穩(wěn)定性和極佳的靈敏度。寬光譜范圍（特別是遠(yuǎn)紅外/太赫茲波段范圍的擴(kuò)展）對于能否成功而言非常重要，因?yàn)樵谶@個光譜范圍內(nèi)，出現(xiàn)了許多相關(guān)的譜學(xué)特征，而實(shí)驗(yàn)室空氣中的水蒸氣吸收可能會嚴(yán)重干擾測量。對此，具有全真空光學(xué)系統(tǒng)的真空型傅立葉變換紅外光譜儀是徹底避免此問題的理想方法，并且可提供所有臺式傅立葉變換紅外光譜儀系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)的最高穩(wěn)定性和最佳靈敏度。
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