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《华南理工大学》 2012年
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基于铁砷的122体系高压下的结构和超导电性

贾风江  
【摘要】:铁基超导材料是继铜氧化物超导材料后又一种超过麦克米兰极限的非常规超导体。对铁基超导材料的性质研究,无疑有助于理解铜氧化物超导材料的超导机制,也为人们探索更高超导转变温度的超导体增添了信心。 到目前为止,一大批铁基超导材料被发现,根据晶体结构和化合物的组分,这些铁基超导材料主要可以分为六类,包括:1111型的LnFeAsO (Ln=La, Sm, Ce, Pr, Nd,等),122型的AFe_2As_2(A=Ba, Sr, Ca, Eu),111型的BFeAs(B=Li, Na, K),11型的FeSe(Te),21311型的Sr_2ScO_3FeX(X=P, As)和122*型的C0.8Fe2-ySe2(C=K, Rb, Cs)。在这些体系中,因为高纯度的122型单晶样品AFe_2As_2(A=Ba, Sr, Ca, Eu)容易合成,所以它是研究材料高压基本物理性质的理想体系。而压力是探测新超导材料和研究超导机制的一种有效的手段。122体系铁基母体材料BaFe2As2在常压下是不超导的。当压力达到4GPa时,其超导转变温度Tc等于29K,同样通过加压可以使欠掺杂样品BaFe_(1.92)Co_(0.08)As_2的超导转变温度显著的提高。而研究发现铁基超导材料的超导转变温度与其晶体结构有着密切的联系,所以研究结构对理解超导电性非常的重要。但是到目前为止122体系在高压下的结构性质及超导电性仍然存在着争议。在本文中,我们通过高压X同步辐射技术研究了122体系铁基母体材料BaFe_2As-2及过掺杂样品BaFe_(1.8)Ni_(0.2)As_2高压下的结构性质,并通过电测量技术研究了理想掺杂样品BaFe_(1.9)Ni_(0.1)As_2的超导转变温度随压力的变化。得到的主要结论如下: (1)在高压下,铁基母体材料BaFe_2As_2和过掺杂样品BaFe_(1.8)Ni_(0.2)As_2的结构没有发生变化,只是当压力达到某一个值时,结构从四方相转变到坍塌的四方相;并且推测当结构完全转变到坍塌的四方相时,材料的超导电性完全消失。 (2)我们对理想掺杂样品BaFe_(1.9)Ni_(0.1)As_2进行了高压电阻测量实验,实验结果表明,当压力很低时,超导转变温度Tc没有明显的变化;进一步增大压力,Tc快速的下降;当压力达到某一个值时,由于实验条件的限制,Tc低于10K。最近科学家发现在122*体系A_xFe_(2-y)Se_2(A=K, Cs等)中存在两个超导区域,我们对该样品进一步加压,但是没有发现超导现象的出现,说明FeAs超导材料和FeSe超导材料是两个不同的体系。进一步分析表明,自旋涨落对BaFe_(1.9)Ni_(0.1)As_2超导电性的产生具有非常重要的作用。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O511.4

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