銅氧化物超導體和鐵基超導體是迄今為止僅有的兩類在常壓下展現(xiàn)高溫超導電性的超導材料。兩者的晶體結(jié)構(gòu)均為準二維的超導活性層（CuO2面和Fe2X2層,XXX為磷族或硫族元素）與其他間隔層堆疊而成。這種結(jié)構(gòu)特性使得我們有可能通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式,將超導活性層與不同的塊層進行組合,以合成具有不同物性的新型高溫超導體。至今為止報道的鐵基超導體所具有的Fe2X2層,要么是被絕緣層分隔的Fe2As2單層（如以LaFeAsO為代表的1111型）,要么是由單原子層所連結(jié)的無限多層（如以BaFe2As2為代表的122型）,或者直接以范德瓦爾斯力維系（如以Fe2Se2為代表的11型）,而類似銅氧化物超導體中常見的雙Cu02面結(jié)構(gòu)（如La1-xSrxCaCu2O6）卻未曾發(fā)現(xiàn)。本文采用結(jié)構(gòu)設(shè)計的探索思路,最終合成了 一系列含有雙Fe2As2層的12442型鐵基超導體。本文總結(jié)了形成交生結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計并合成了由ThCr2Si2結(jié)構(gòu)的AfkFe2As2（Afk=K,Rb,Cs）與ZrCuSiAs結(jié)構(gòu)的CaFeAsF或LnFeAsO（Ln 為鑭系元素）交生而成的共計18個12442型鐵基超導體AkC... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）?Ｆｅ２Ｘ２層中影響超導轉(zhuǎn)變溫度的結(jié)構(gòu)參數(shù)；（ｂ）－（ｆ）幾類基本的鐵基超導體結(jié)構(gòu)示意圖??－

浙江大學博士學位論文伸，讓塊層之間晶格更為適配，對ＦｅＳｅ、（Ｌｉａ８Ｆｅａ２）ＯＨ和ＬｉＯＨ算得到的ａ軸大小分別為３．７４?Ａ、３．７３?Ａ和３．５９人［９４］。這一點也變化得到體現(xiàn)，Ｏ－Ｌｉ－Ｏ鍵角從Ｆｅ摻雜之前的１２９．２°擴展至摻雜之ｅ的摻雜使得電荷轉(zhuǎn)移成為可能，通過（Ｌｉ，Ｆｅ）ＯＨ塊層向ＦｅＳｅ塊層ＯＨＦｅＳｅ單晶的角分辨光譜測量表明，ＦｅＳｅ層中每個Ｆｅ得到了０．０８薄膜中每個Ｆｅ得到的轉(zhuǎn)移電子數(shù)，解釋了?（Ｌｉａ８Ｆｅａ２）ＯＨＦｅＳｅ超導膜的原因［９５］。??鏐?＃??

而ＢａＴｉ２Ａｓ２０空間群為尸４／？ｍｍ，晶格常數(shù)ａ?＝?４．０４７（３）人［１００］。相近的ａ軸為我們合??成兩者交生的新結(jié)構(gòu)提供了可能。２０１２年，我們小組對此進行了嘗試并成功合成??了交生的Ｂａ２Ｔｉ２Ｆｅ４Ａｓ４０［２３】。如圖１．３所示，Ｂａ２Ｔｉ２Ｆｅ４Ａｓ４０的結(jié)構(gòu)為交替的［Ｆｅ２Ａｓ２］２＿層??與［Ｔｉ２Ａｓ２０］２－，中間以Ｂａ２＋離子單層連接。第一性原理計算給出反應ＢａＦｅ２Ａｓ２?＋?ＢａＴｉ２Ａｓ２０??４?Ｂａ２Ｔｉ２Ｆｅ．４Ａｓ４０?的形成能△五為—０．３１?ｅＶ【８９】。??ｆＴ＾）ｆ；｜Ｆｅ２Ａｓ２ｐ－？ａｙｅｒ??魯?？?Ｌ?「匕舍?＿』Ｔｉ＾Ａｓ２Ｏｐ?ｌａｙｅｒ??ＲｎＦｈＡｔ?▲?＼?＾?ＢａＴｉ２Ａｓ２０??§ｚ??Ｂａ２Ｔｉ２Ｆｅ２Ａｓ４０??圖１．３?Ｂａ２Ｔｉ２Ｆｅ４ＡＳ４０結(jié)構(gòu)示意圖??注意到單獨的ＢａＦｅ２?Ａｓ２與ＢａＴｉ２?Ａｓ２〇均不超導，而兩者交生之后無需額外進行摻雜??即呈現(xiàn)２１?Ｋ的超導電性［２３］。這暗示確實存在內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移。第一性原理計算表明，電??子由［Ｔｉ２Ａｓ２〇］２＿層轉(zhuǎn)移到［Ｆｅ２Ａｓ２］２＿層，進而在［Ｆｅ２Ａｓ２］２＿層引起超導［＿。根據(jù)我們之??前總結(jié)的規(guī)律，電荷轉(zhuǎn)移對形成交生的結(jié)構(gòu)有重要作用。ＢａｓＴｂＦｅ．ｉＡｓａＯ的晶格常數(shù)ａ??＝４．０２７６（１）?Ａ，比ＢａＦｅ２Ａｓ２大?１．６％，而比ＢａＴｉ２Ａｓ２０�。埃矗福�，即接收電子的ＢａＦｅ２Ａｓ２塊??層沿Ｍ面被拉伸而輸出電子的ＢａＴｉ２Ａｓ２０塊層被擠壓。從晶胞參數(shù)的變化幅度也反??映出［Ｔｉ２Ａｓ２０］２＿層比［Ｆｅ２Ａｓ２］２＿層更難伸縮

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型FeSe基超導材料研究進展[J]. 金士鋒,郭建剛,王剛,陳小龍.  物理學報. 2018(20)

博士論文
[1]鐵基超導體的晶體化學以及第一性原理計算并輔助探索新型超導材料[D]. 蔣好.浙江大學 2015



本文編號：2928550