鋰鐵氫氧鐵硒超導薄膜和單晶制備及相關物理性質
發(fā)布時間：2021-10-13 09:30
鐵基超導體是高溫超導電性機理及應用的重要研究對象,在凝聚態(tài)物理領域引起了廣泛的關注,大量的實驗及理論工作促進了鐵基超導電性的研究。FeSe基超導體具有簡單的晶體結構,超導臨界溫度Tc變化范圍廣,是一個很特殊的體系。因此,制備系列典型樣品,認知Tc從低到高的演變過程的物理機制,不僅將為FeSe基高溫超導機理研究提供關鍵線索,也將為探索和應用開發(fā)具有更高臨界參數(shù)超導體提供新的思路。本論文主要圍繞（Li,Fe）OHFeSe高溫超導體開展研究,具體內(nèi)容如下:（1）優(yōu)化“水熱離子交換合成”軟化學材料制備方法,制備出Tc可以連續(xù)變化的（Li,Fe）OHFeSe系列單晶;通過電輸運測量分析,我們發(fā)現(xiàn)低Tc樣品中存在金屬-絕緣體轉變現(xiàn)象,非超導晶體的低溫電阻表現(xiàn)出絕緣行為。（2）利用本團隊發(fā)明的“基體輔助水熱外延生長”薄膜制備方法（Matrix-assisted Hydrothermal Epitaxial Growth,MAHEG）,在國際上首次成功外延生長出高質量、高臨界參數(shù)的（Li,Fe）OHFeSe單晶薄膜...
【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院物理研究所)北京市
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
鐵基超導體五種典型晶體結構示意圖，A,Ae,Ln和M分別代表堿金屬、堿土金屬、鑭系元素和過渡金屬元素[50]
圖 1.2 “FeAs-10-3-8”、“FeAs-10-4-8”超導體的晶體結構Figure 1.2 The crystal structures of the “10-3-8” and “10-4-8” phases. 年 5 月，中國浙江大學曹光旱組將 BaFe2As2和 BaTi2As2O 插K 的 Ba2Ti2Fe2As4O 超導體[54]，簡稱為“FeAs-22241”，如圖 1.3 I4/mmm，a=4.0276(1) ，c=27.3441(4) 。2013 年 5 月，瑞道一種新的FeAs基超導體Pr4Fe2As2Te1-xO4[55]，Tc為25K，簡稱它的晶體結構為四方結構，空間群為 I4/mmm，晶體結構參) ，c = 29.8572(16) ，如圖 1.3(b)所示。若在 O 位進行 F 摻至 45 K[56]。 年 11 月，日本名古屋大學和東京大學分別公開報道一種新的Ca1-xLaxFeAs2[57]和(Ca,Pr)FeAs2[58]，Tc分別為 20K 和 34K，簡稱超導體是單斜結構，空間群為 P21，F(xiàn)e2As2層中間夾著 Ca/La
圖 1.3 FeAs 基超導體晶體結構示意圖：(a) “22241”；(b) “41422”；(c) “112”；(d)“1144”；(e) “12244”。Figure 1.3 Crystal structures of FeAs-based superconductors: (a) “22241”；(b) “41422”；(c)“112”；(d) “1144”；(e) “12244”FeSe 基超導體2008 年 7 月 15 日，中國臺灣的吳茂昆組公布在二元 FeSe 化合物中發(fā)現(xiàn)了零電阻溫度為 8 K 的超導電性[62]。FeSe 晶體具有反氧化鉛型四方結構，晶格常數(shù)為 a=3.7676(2) ，c=5.4847(1) ，晶體結構如圖 1.1(a)所示，簡稱為“FeSe-11”。這是鐵基超導體中第一個硒化物的超導體，也是結構最簡單的鐵基超導體。2010 年 12 月，中國科學院物理研究所陳小龍組報道了在 KxFe2Se2化合物中發(fā)現(xiàn)了 30 K 以上的超導電性[63]。晶體結構如圖 1.4(a)所示，簡稱為“FeSe-122”，該體系的超導相是與 K0.8Fe1.6Se2絕緣相共存。幾乎同時，瑞士保羅謝爾研究所 K.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Superconducting（Li,Fe）OHFeSe Film of High Quality and High Critical Parameters[J]. 黃裕龍,馮中沛,倪順利,李軍,胡衛(wèi),劉少博,毛義元,周花雪,周放,金魁,王華兵,袁潔,董曉莉,趙忠賢. Chinese Physics Letters. 2017(07)
[2]Doping Mn into(Li1-xFex)OHFe1-ySe superconducting crystals via ion-exchange and ion-release/introduction syntheses[J]. 周花雪,倪順利,袁潔,李軍,馮中沛,江星宇,黃裕龍,劉少博,毛義元,周放,金魁,董曉莉,趙忠賢. Chinese Physics B. 2017(05)
[3]Synthesis of large FeSe superconductor crystals via ion release/introduction and property characterization[J]. 苑冬娜,黃裕龍,倪順利,周花雪,毛義元,胡衛(wèi),袁潔,金魁,張廣銘,董曉莉,周放. Chinese Physics B. 2016(07)
[4]Robust superconductivity and transport properties in (Li1-xFex)OHFeSe single crystals[J]. Hai Lin,Jie Xing,Xi Yu Zhu,Huan Yang,Hai-Hu Wen. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2016(05)
[5]New Superconductivity Dome in LaFeAsO1-xFx Accompanied by Structural Transition[J]. 楊杰,周睿,尉琳琳,楊槐馨,李建奇,趙忠賢,鄭國慶. Chinese Physics Letters. 2015 (10)
[6]Onset of the Meissner effect at 65 K in Fe Se thin film grown on Nb-doped Sr TiO3 substrate[J]. Zuocheng Zhang,Yi-Hua Wang,Qi Song,Chang Liu,Rui Peng,K.A.Moler,Donglai Feng,Yayu Wang. Science Bulletin. 2015(14)
[7]Iron-based high transition temperature superconductors[J]. Xianhui Chen,Pengcheng Dai,Donglai Feng,Tao Xiang,Fu-Chun Zhang. National Science Review. 2014(03)
[8]Crystal chemistry and structural design of iron-based superconductors[J]. 蔣好,孫云蕾,許祝安,曹光旱. Chinese Physics B. 2013(08)
[9]Molecular beam epitaxy and superconductivity of stoichiometric FeSe and Kx Fe2-ySe2 crystalline films[J]. 王立莉,馬旭村,陳曦,薛其坤. Chinese Physics B. 2013(08)
[10]多晶X射線衍射測量結果的一些影響因素[J]. 張杰. 分析測試技術與儀器. 2009(03)
本文編號：3434396
【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院物理研究所)北京市
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
鐵基超導體五種典型晶體結構示意圖，A,Ae,Ln和M分別代表堿金屬、堿土金屬、鑭系元素和過渡金屬元素[50]
圖 1.2 “FeAs-10-3-8”、“FeAs-10-4-8”超導體的晶體結構Figure 1.2 The crystal structures of the “10-3-8” and “10-4-8” phases. 年 5 月，中國浙江大學曹光旱組將 BaFe2As2和 BaTi2As2O 插K 的 Ba2Ti2Fe2As4O 超導體[54]，簡稱為“FeAs-22241”，如圖 1.3 I4/mmm，a=4.0276(1) ，c=27.3441(4) 。2013 年 5 月，瑞道一種新的FeAs基超導體Pr4Fe2As2Te1-xO4[55]，Tc為25K，簡稱它的晶體結構為四方結構，空間群為 I4/mmm，晶體結構參) ，c = 29.8572(16) ，如圖 1.3(b)所示。若在 O 位進行 F 摻至 45 K[56]。 年 11 月，日本名古屋大學和東京大學分別公開報道一種新的Ca1-xLaxFeAs2[57]和(Ca,Pr)FeAs2[58]，Tc分別為 20K 和 34K，簡稱超導體是單斜結構，空間群為 P21，F(xiàn)e2As2層中間夾著 Ca/La
圖 1.3 FeAs 基超導體晶體結構示意圖：(a) “22241”；(b) “41422”；(c) “112”；(d)“1144”；(e) “12244”。Figure 1.3 Crystal structures of FeAs-based superconductors: (a) “22241”；(b) “41422”；(c)“112”；(d) “1144”；(e) “12244”FeSe 基超導體2008 年 7 月 15 日，中國臺灣的吳茂昆組公布在二元 FeSe 化合物中發(fā)現(xiàn)了零電阻溫度為 8 K 的超導電性[62]。FeSe 晶體具有反氧化鉛型四方結構，晶格常數(shù)為 a=3.7676(2) ，c=5.4847(1) ，晶體結構如圖 1.1(a)所示，簡稱為“FeSe-11”。這是鐵基超導體中第一個硒化物的超導體，也是結構最簡單的鐵基超導體。2010 年 12 月，中國科學院物理研究所陳小龍組報道了在 KxFe2Se2化合物中發(fā)現(xiàn)了 30 K 以上的超導電性[63]。晶體結構如圖 1.4(a)所示，簡稱為“FeSe-122”，該體系的超導相是與 K0.8Fe1.6Se2絕緣相共存。幾乎同時，瑞士保羅謝爾研究所 K.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Superconducting（Li,Fe）OHFeSe Film of High Quality and High Critical Parameters[J]. 黃裕龍,馮中沛,倪順利,李軍,胡衛(wèi),劉少博,毛義元,周花雪,周放,金魁,王華兵,袁潔,董曉莉,趙忠賢. Chinese Physics Letters. 2017(07)
[2]Doping Mn into(Li1-xFex)OHFe1-ySe superconducting crystals via ion-exchange and ion-release/introduction syntheses[J]. 周花雪,倪順利,袁潔,李軍,馮中沛,江星宇,黃裕龍,劉少博,毛義元,周放,金魁,董曉莉,趙忠賢. Chinese Physics B. 2017(05)
[3]Synthesis of large FeSe superconductor crystals via ion release/introduction and property characterization[J]. 苑冬娜,黃裕龍,倪順利,周花雪,毛義元,胡衛(wèi),袁潔,金魁,張廣銘,董曉莉,周放. Chinese Physics B. 2016(07)
[4]Robust superconductivity and transport properties in (Li1-xFex)OHFeSe single crystals[J]. Hai Lin,Jie Xing,Xi Yu Zhu,Huan Yang,Hai-Hu Wen. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2016(05)
[5]New Superconductivity Dome in LaFeAsO1-xFx Accompanied by Structural Transition[J]. 楊杰,周睿,尉琳琳,楊槐馨,李建奇,趙忠賢,鄭國慶. Chinese Physics Letters. 2015 (10)
[6]Onset of the Meissner effect at 65 K in Fe Se thin film grown on Nb-doped Sr TiO3 substrate[J]. Zuocheng Zhang,Yi-Hua Wang,Qi Song,Chang Liu,Rui Peng,K.A.Moler,Donglai Feng,Yayu Wang. Science Bulletin. 2015(14)
[7]Iron-based high transition temperature superconductors[J]. Xianhui Chen,Pengcheng Dai,Donglai Feng,Tao Xiang,Fu-Chun Zhang. National Science Review. 2014(03)
[8]Crystal chemistry and structural design of iron-based superconductors[J]. 蔣好,孫云蕾,許祝安,曹光旱. Chinese Physics B. 2013(08)
[9]Molecular beam epitaxy and superconductivity of stoichiometric FeSe and Kx Fe2-ySe2 crystalline films[J]. 王立莉,馬旭村,陳曦,薛其坤. Chinese Physics B. 2013(08)
[10]多晶X射線衍射測量結果的一些影響因素[J]. 張杰. 分析測試技術與儀器. 2009(03)
本文編號：3434396
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