自2008年在氧位摻雜氟的LaFeAsO樣品中發(fā)現(xiàn)26K的超導(dǎo)電性以來(lái),科學(xué)家們對(duì)鐵基超導(dǎo)體的非常規(guī)超導(dǎo)電性開(kāi)展了廣泛的研究。一般情況下,鐵基超導(dǎo)體母相具有反鐵磁基態(tài),采用化學(xué)元素?fù)诫s或者物理加壓的方法,通過(guò)抑制反鐵磁序,從而誘發(fā)超導(dǎo)電性。研究表明,鐵基超導(dǎo)體中的反鐵磁自旋漲落在超導(dǎo)電子配對(duì)中起到重要作用,磁性與超導(dǎo)電性之間的關(guān)聯(lián)一直是鐵基超導(dǎo)體的研究熱點(diǎn)。112類型的Ca1-xRExFeAs2(RE=稀土元素)是最新發(fā)現(xiàn)的一類新型鐵基超導(dǎo)體,其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)及電子結(jié)構(gòu),為研究鐵基超導(dǎo)體的非常規(guī)超導(dǎo)電性提供了新的探索平臺(tái)。理論上,CaFeAs2母體樣品是單斜結(jié)構(gòu),空間群為P21,包含交互堆疊的FeAs層和CaAs層。盡管母體樣品CaFeAs2一直未能制備出來(lái),稀土元素在Ca位摻雜卻可以很好地穩(wěn)定112相結(jié)構(gòu),并且獲得超導(dǎo)電性。目前對(duì)此體系的研究主要集中在La摻雜CaFeAs2的樣品上,其他稀土元素?fù)诫s研究很少。本文主要通過(guò)制備一系列Ce元素?fù)诫s的Ca1-xCexFe1-yCoyAs2超導(dǎo)單晶樣品并對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的物性研究,主要內(nèi)容如下:本文第一章簡(jiǎn)要概述了超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)和超導(dǎo)性質(zhì),介紹了超導(dǎo)體的早期唯象理論和BCS理論,以及超導(dǎo)體材料探索歷程,然后對(duì)鐵基超導(dǎo)體四種體系作簡(jiǎn)要概述,最后著重分析了 112型鐵基超導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀。第二章中首先介紹了鐵基超導(dǎo)樣品常用的幾種制備方法,重點(diǎn)說(shuō)明了Ca112相單晶制備的兩種方法及本文樣品的詳細(xì)制備過(guò)程。然后通過(guò)XRD和SEM對(duì)生長(zhǎng)的單晶樣品進(jìn)行了基本的結(jié)構(gòu)和組分表征。最后,介紹了單晶樣品電磁物性測(cè)量的儀器,測(cè)量方法以及數(shù)據(jù)處理方法等。第三章中主要通過(guò)電阻率、磁化率測(cè)量對(duì)Ca1-xCexFe1-yCoyAs2樣品進(jìn)行超導(dǎo)電性研究。研究發(fā)現(xiàn),隨著Ce摻雜元素的增加,反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度逐漸升高,超導(dǎo)電性逐漸被完全抑制。同時(shí),通過(guò)Ce元素和少量Co元素共摻雜的方式,制備出具有體超導(dǎo)電性的Ca0.8Ce0.2Fe0.975Co0.025As2單晶樣品,并對(duì)其上臨界磁場(chǎng)及各向異性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。第四章中我們主要通過(guò)霍爾效應(yīng)、磁電阻及Kohler定理標(biāo)度對(duì)Ca1xCexFe1-yCoyAs2單晶樣品進(jìn)行正常態(tài)的物性研究。結(jié)果表明,與La摻雜相比,Ce摻雜的112體系樣品表現(xiàn)出更加明顯的多帶效應(yīng);最高摻雜的Ca0.73Ce0.27FeAs2樣品霍爾系數(shù)在低溫下出現(xiàn)異常的變號(hào)行為,表明低溫區(qū)域空穴型載流子的遷移率增加,這可能與反鐵磁轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的費(fèi)米面重構(gòu)有關(guān)。最后第五章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)與展望。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O511.3
【部分圖文】：

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ圖１．２低溫金屬電阻的三種模型邐圖】．３邋Ｈｇ的超導(dǎo)現(xiàn)象逡逑昂納斯首先測(cè)得是鉑絲，數(shù)據(jù)顯示與圖中Ｍａｔｔｈｉｅｓｓｅｎ提出的模型一致。生于】９０８年發(fā)表論文認(rèn)為是雜質(zhì)對(duì)鉑絲的電阻產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致低溫條件溫度無(wú)關(guān)；如果是純凈的鉑絲，不含任何雜質(zhì)，電阻會(huì)緩慢向零趨近，最然，昂納斯論文傾向于Ｄｅｗａｒ的金屬電阻溫度模型。為了驗(yàn)證自己的推斷，

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邐３邋度（Ｋ）逡逑圖１．２低溫金屬電阻的三種模型邐圖】．３邋Ｈｇ的超導(dǎo)現(xiàn)象逡逑昂納斯首先測(cè)得是鉑絲，數(shù)據(jù)顯示與圖中Ｍａｔｔｈｉｅｓｓｅｎ提出的模型一致。昂納斯與逡逑學(xué)生于】９０８年發(fā)表論文認(rèn)為是雜質(zhì)對(duì)鉑絲的電阻產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致低溫條件下鉑電阻逡逑與溫度無(wú)關(guān)；如果是純凈的鉑絲，不含任何雜質(zhì)，電阻會(huì)緩慢向零趨近，最終消失。逡逑顯然，昂納斯論文傾向于Ｄｅｗａｒ的金屬電阻溫度模型。為了驗(yàn)證自己的推斷，昂納斯逡逑準(zhǔn)備測(cè)量當(dāng)時(shí)條件下純度最高的金屬－…水銀。逡逑在一系列的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備后，１９１１年，昂納斯安排他的助手霍爾斯特開(kāi)展此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)逡逑研宄。隨著溫度的降低（４．２Ｋ），水銀兩端的電位差突然降到了零；霍爾斯特以為電路逡逑出現(xiàn)了短路，讓他覺(jué)得不可思議的是隨著溫度的上升，“短路”現(xiàn)象又突然消失。再次逡逑降溫

Ｊ逡逑圖丨．４超導(dǎo)體的三個(gè)臨界條件逡逑如圖１．４所示，超導(dǎo)體存在三個(gè)臨界條件，即臨界溫度（乃）、臨界磁場(chǎng)（壓）、逡逑以及臨界電流密度（／0只有在上述三個(gè)臨界條件同時(shí)滿足時(shí)，超導(dǎo)體才會(huì)進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)，逡逑從而表現(xiàn)出零電阻和完全抗磁性。逡逑當(dāng)超導(dǎo)體所處的溫度環(huán)境高于臨界溫度（乃）時(shí)，會(huì)破壞Ｃｏｏｐｅｒ?qū)Φ呐鋵?duì)機(jī)制而逡逑拆對(duì)，回到正常態(tài)。逡逑１９１３年Ｏｒｎｉｅｓ使用Ｐｂ絲繞制電磁鐵時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)超過(guò)某一電流時(shí)，超導(dǎo)體會(huì)失去逡逑超導(dǎo)性質(zhì)。對(duì)大多數(shù)金屬超導(dǎo)體而言，這種變化是突變的，稱這個(gè)電流即為臨界電流逡逑／ｃ；對(duì)合金、化合物類以及高溫超導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，臨界電流相對(duì)復(fù)雜，通常用臨界電流密逡逑度人描述這一臨界值。逡逑１９１４年Ｏｎｎｅｓ發(fā)現(xiàn)當(dāng)外磁場(chǎng)足夠大時(shí)，超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性會(huì)遭到破壞，超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)逡逑變到正常態(tài)的磁場(chǎng)大小稱為臨界磁場(chǎng)。逡逑１．３超導(dǎo)體的理論與材料探索逡逑傳統(tǒng)超導(dǎo)體的唯象理論逡逑唯象理論的建立通常是根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)規(guī)律的總結(jié)

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