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Ultra-Sensitive Measurements of Electronic Structure and Correlations in Magnetic Fields up to 25 Tesla

在高达 25 特斯拉的磁场中对电子结构和相关性进行超灵敏测量

基本信息

批准号：
EP/D051266/1
负责人：
John Robert Cooper
金额：
$ 28.25万
依托单位：
University of Cambridge
依托单位国家：
英国
项目类别：
Research Grant
财政年份：
2006
资助国家：
英国
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=EP%2FD051266%2F1
关键词：
Ultra Sensitive Measurements Electronic Structure

项目摘要

While much of textbook condensed matter physics is described in terms of non-interacting electrons, either in simple metals or in simple insulators, a whole host of new physics arises in materials conceptually at the interface between those two classes such as transition metal oxides. We propose a research programme to investigate the electronic structure of such correlated materials.Our main experimental technique (the so-called de Haas-van Alphen effect) involves quite literally sending electrons around in a circle. This is achieved by applying a large magnetic field: just as a bar magnet held to a conventional TV screen will deflect the electrons that create the TV image, a larger magnetic field will cause the electrons to orbit in a tight circle. The same happens to electrons in metals - except that their orbits are then no longer circular. We cannot look inside a piece of metal with our own eyes, but using sophisticated quantum interference effects, we can still infer the shape of these orbits (as well as the mass of the electrons inside the metal which, intriguingly, can differ from the electron mass outside it). These effects are rather subtle, and one needs very large magnetic fields, very low temperatures, and very sensitive detection systems to observe them. We propose to build a sensor smaller than a human hair, and use the world's strongest magnets including one that is soon to be installed in Cambridge, to boost our signal size for these measurements. We will use this new setup, along with our existing one, to work on some of the most intriguing materials that have emerged in the past few years - amongst those yet unexplained superconductors, and insulators that start to conduct if you squeeze them.

虽然大部分教科书凝聚态物理学都是用非相互作用电子来描述的，无论是在简单金属中还是在简单绝缘体中，但从概念上讲，在这两类材料（例如过渡金属氧化物）之间的界面上出现了大量新物理学。我们提出了一个研究计划来研究此类相关材料的电子结构。我们的主要实验技术（所谓的德哈斯-范阿尔芬效应）实际上涉及将电子绕圈发送。这是通过施加大磁场来实现的：就像固定在传统电视屏幕上的条形磁铁会使产生电视图像的电子偏转一样，更大的磁场将使电子沿紧密的圆圈轨道运行。金属中的电子也会发生同样的情况——只不过它们的轨道不再是圆形的。我们无法用肉眼观察金属内部，但利用复杂的量子干涉效应，我们仍然可以推断出这些轨道的形状（以及金属内部电子的质量，有趣的是，金属内部电子的质量可能不同于金属外部的电子质量）。这些效应相当微妙，需要非常大的磁场、非常低的温度和非常灵敏的检测系统来观察它们。我们建议建造一个比人类头发还小的传感器，并使用世界上最强的磁铁（包括即将安装在剑桥的磁铁）来增强这些测量的信号大小。我们将使用这一新装置以及现有的装置来研究过去几年中出现的一些最有趣的材料，其中包括尚未解释的超导体，以及挤压时开始导电的绝缘体。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Thermal Degradation of Electroplated Nickel Thermal Microactuators

电镀镍热微执行器的热降解

DOI：
10.1109/jmems.2009.2034394
发表时间：
2009
期刊：
Journal of Microelectromechanical Systems
影响因子：
2.7
作者：
Luo J
通讯作者：
Luo J

Temperature and field dependence of the intrinsic tunnelling structure in overdoped Bi2Sr2CaCu2 O8+d

过掺杂 Bi2Sr2CaCu2 O8 d 中本征隧道结构的温度和场依赖性

DOI：
10.17863/cam.43308
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Benseman T
通讯作者：
Benseman T

High pressure de Haas-van Alphen studies of Sr2RuO4 using an anvil cell

使用砧池对 Sr2RuO4 进行高压 de Haas-van Alphen 研究

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Current Applied Physics 8 (3-4)
影响因子：
0
作者：
S. K. Goh;P. L. Allreza;P. D. A. Mann;A. M. Curnberlidge;C. Bergernann;M. Sutherland;and Y. Maeno
通讯作者：
and Y. Maeno