【摘要】：鐵基超導材料的發(fā)現(xiàn)為人們研究高溫超導電性與其他性質(zhì)的關聯(lián)提供了一個新的研究對象,研究重點是通過研究晶體結(jié)構、電子結(jié)構以及磁性之間的關聯(lián)來揭示高溫超導機理。122型鐵基超導體由于高質(zhì)量單晶樣品的制備相對容易,并且體系在摻雜、加壓過程中表現(xiàn)出豐富的物理現(xiàn)象,是目前研究最廣泛的一類鐵基超導體。在本文我們用FeAs助熔劑法成功制備出Ca_(1-x)Pr_xFe_2As_2(x=0.06,0.1),Ca_(0.9)Pr_(0.1)Fe_2As_(1.9)P_(0.1)單晶樣品,用XRD、EDX、Raman等對其結(jié)構進行了表征,用SQUID對其宏觀電磁性進行表征,并系統(tǒng)測量了樣品在10-250K區(qū)間的穆斯堡爾譜,并對超精細參數(shù)進行了分析,主要研究成果如下:Pr摻雜抑制磁有序,Ca_(0.94)Pr_(0.06)Fe_2As_2合金在低溫下表現(xiàn)為順磁相和SDW共存。超精細場分布表明磁相變具有連續(xù)相變特征。對譜線進行自旋密度波(SDW)擬合發(fā)現(xiàn),SDW波形從75K時的準三角形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?0K時的準矩形,諧波振幅比h3:h1表明體系中Fe-3d電子局域性很強。Ca_(0.9)Pr_(0.1)Fe_2As_2合金的超導轉(zhuǎn)變溫度TC=35K。Pr原子分布不均勻,低溫下發(fā)生了富Pr相和貧Pr相的分離,貧Pr相的體積分數(shù)為90%。超精細參數(shù)分析結(jié)合第一性原理計算表明富Pr相在115K時發(fā)生了坍塌結(jié)構相變。低溫下體系中沒有磁漲落,但可能存在電子-聲子耦合作用,四極劈裂分布擬合(QSD)顯示超導效應發(fā)生在兩相的邊界處。與Pr單獨摻雜的合金相比,Ca_(0.9)Pr_(0.1)Fe_2As_(1.9)P_(0.1)合金的c軸進一步被壓縮,FeAs四面體的畸變方式有所差異,電子密度分布也不同。共摻雜后的超導轉(zhuǎn)變溫度TC有所降低,TC=25 K。四極劈裂分布擬合(QSD)表明共摻雜樣品也同樣出現(xiàn)了富Pr相與貧Pr相,由于P的摻雜富Pr相坍塌相變溫度有所提高,體積分數(shù)也有所增加。超精細參數(shù)的變化表明貧Pr相中存在磁漲落,低溫下出現(xiàn)了電子-聲子耦合作用。通過對合金進行晶格動力學分析,我們認為稀土摻雜的122型超導體中,超導極有可能與聲子相關。
[Abstract]:The discovery of the iron-based superconducting material provides a new research object for the study of the high-temperature superconductivity and other properties, and the focus of the study is to study the crystal structure. The high-temperature superconducting mechanism is revealed by the association between the electronic structure and the magnetic field. The 122-type iron-based superconductors are relatively easy to prepare due to the high-quality single-crystal samples, and the system has a rich physical phenomenon in the process of doping and pressurization, and is the most widely used iron-based superconductors. In this paper, a single crystal sample of Ca _ (1-x) Pr _ xFe _ 2As _ 2 (x = 0.06, 0.1), Ca _ (0.9) Pr _ (0.1) Fe _ 2As _ (1.9) P _ (0.1) is prepared by the FeAs flux method, and its structure is characterized by XRD, EDX, Raman, etc. The macro-electromagnetic properties of the sample are characterized by means of SQUID, and the Mossbauer spectrum of the sample in the 10-250K interval is measured, and the super-fine parameters are analyzed. The main research results are as follows: Pr-doping inhibits the magnetic order, and the Ca _ (0.94) Pr _ (0.06) Fe _ 2As _ 2 alloy exhibits a paramagnetic phase and SDW co-existence at low temperature. The ultra-fine field distribution indicates that the magnetic phase transition has a continuous phase transition characteristic. The analysis of the spin density wave (SDW) of the spectral lines shows that the quasi-rectangular, harmonic amplitude ratio h3: h1 in the system is very strong when the SDW waveform is gradually changed to 10 K from the quasi-triangle at 75K. The superconducting transition temperature of Ca _ (0.9) Pr _ (0.1) Fe _ 2As _ 2 alloy is TC = 35K. The distribution of Pr atom is not uniform, and the separation of the rich Pr phase and the poor Pr phase occurs at low temperature. The volume fraction of the poor Pr phase is 90%. The superfine parameter analysis and the first principle calculation show that the phase change of the collapse structure occurs when the Pr-rich phase is 115K. There is no magnetic fluctuation in the low-temperature system, but there may be an electron-phonon coupling effect, and the four-pole split distribution fitting (QSD) shows that the superconducting effect occurs at the boundary of the two phases. Compared with the alloy doped with Pr, the c-axis of the Ca _ (0.9) Pr _ (0.1) Fe _ 2As _ (1.9) P _ (0.1) alloy is further compressed, and the distortion of the FeAs tetrahedron is different, and the electron density distribution is different. The superconducting transition temperature TC after codoping has decreased, and the TC = 25 K. The four-pole split distribution fitting (QSD) shows that the co-doped sample also has a rich Pr phase and a poor Pr phase, and the volume fraction is also increased due to the increase in the phase transition temperature of the P-doped Pr-rich phase. The change of the ultra-fine parameters indicates that there is magnetic fluctuation in the poor Pr phase, and the electron-phonon coupling effect occurs at low temperature. By analyzing the lattice dynamics of the alloy, we think that the superconductivity of the rare earth-doped type 122 superconductors is very likely to be related to the phonons.
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM26

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本文編號：2498280