鐵基超導(dǎo)體122型Ca1-xRExFe2As2和112型Ca1-xRExFeAs2電、磁性質(zhì)研究.pdf

1、鐵基超導(dǎo)體由于種類(lèi)繁多、物理現(xiàn)象豐富、以及潛在的應(yīng)用前景，自其發(fā)現(xiàn)以來(lái)就受到了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。稀土元素電子摻雜的122型Ca1-xRExFe2As2超導(dǎo)體Tc可達(dá)49K，是鐵基體材料中除1111體系外轉(zhuǎn)變溫度最高的一類(lèi)超導(dǎo)體，比同結(jié)構(gòu)的空穴型超導(dǎo)體Ba1-xKxFe2As2(最高Tmaxc～38K)和同樣稀土摻雜、同結(jié)構(gòu)的Sr1-xRExFe2As2(Tmaxc～22 K)都高出很多，其異常的高Tc超導(dǎo)起源引發(fā)了研究人員強(qiáng)烈的研究興

2、趣。新型112體系超導(dǎo)體Ca1-xRExFeAs2也具有超過(guò)40K的超導(dǎo)電性，加之其獨(dú)特的單斜晶格和FeAs層之間額外的可能具有拓?fù)湫再|(zhì)的Zig-Zag型As鏈結(jié)構(gòu)，吸引了很多研究者的關(guān)注。本論文以122體系Ca1-xRExFe2As2和112體系Ca1-xRExFeAs2兩類(lèi)超導(dǎo)體為研究對(duì)象，詳細(xì)研究了其超導(dǎo)電性相關(guān)的電、磁性質(zhì)。
　　本論文第一章為緒論，首先簡(jiǎn)單介紹了超導(dǎo)電性相關(guān)的基本知識(shí)，其次對(duì)鐵基超導(dǎo)體的一般性質(zhì)進(jìn)行了概述

3、，最后分別重點(diǎn)闡述了鐵基122體系Ca1-xExFe2As2和112體系Ca1-xRExFeAs2兩類(lèi)超導(dǎo)體目前的研究現(xiàn)狀。
　　第二章介紹了本論文所涉及單晶樣品的生長(zhǎng)方法、樣品結(jié)構(gòu)和成分表征手段、電和磁的測(cè)量方案、以及高壓電學(xué)和磁學(xué)測(cè)量裝置。
　　第三章首先通過(guò)電、磁測(cè)量發(fā)現(xiàn)了122體系Ca1-xLaxFe2As2中兩個(gè)超導(dǎo)相，建立了完整的La摻雜相圖。其次，通過(guò)外磁場(chǎng)下轉(zhuǎn)角的電阻率測(cè)量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CaLa122中高Tc超導(dǎo)電

4、性具有很大的磁各向異性，而且角度相關(guān)的上臨界磁場(chǎng)符合極薄薄膜中的Tinkham公式，證明了高Tc超導(dǎo)電性二維性的本質(zhì)。最后，我們通過(guò)過(guò)渡金屬元素(Co，Ni)替代引入電子摻雜的方式，激發(fā)了低La含量、無(wú)高Tc的Ca1-xLaxFe2As2中35 K的超導(dǎo)電性，并且發(fā)現(xiàn)Co和Ni摻雜的電子相圖可以標(biāo)度到一條曲線(xiàn)，高Tc超導(dǎo)電性隨電子摻雜在一定的范圍內(nèi)保持不變，這一性質(zhì)與La2CuO4-La2-xSrxCuO4雙層膜系統(tǒng)中的界面超導(dǎo)十分相似

5、，結(jié)合高Tc超導(dǎo)電性具有二維性的本質(zhì)，我們的結(jié)果支持CaRE122高Tc超導(dǎo)起源于界面效應(yīng)的觀(guān)點(diǎn)。
　　第四章研究了112體系Ca1-xRExFeAs2超導(dǎo)體各向異性上臨界磁場(chǎng)、熱激活能和臨界電流密度，發(fā)現(xiàn)112體系超導(dǎo)體的臨界磁場(chǎng)各向異性介于比較各向同性的122體系和各向異性適中的1111體系之間。
　　第五章我們?cè)贑o元素共摻的Ca1-xLaxFeAs2單晶中發(fā)現(xiàn)了磁化第二峰現(xiàn)象，并進(jìn)行了系統(tǒng)的磁通動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)該化合

6、物中第二峰的出現(xiàn)與磁通蠕動(dòng)彈性到塑性的轉(zhuǎn)變緊密相關(guān)。我們討論了這種磁通蠕動(dòng)彈性到塑性轉(zhuǎn)變引起的第二峰效應(yīng)中相關(guān)的影響因素。
　　第六章研究了112體系單晶的壓力效應(yīng)。對(duì)正常態(tài)存在反鐵磁的樣品，超導(dǎo)Tc隨壓力增加先減小后增大，表現(xiàn)V字狀壓力相圖。而對(duì)僅僅表現(xiàn)超導(dǎo)的樣品，超導(dǎo)Tc隨壓力增加先增加后降低，形成dome狀超導(dǎo)相圖。通過(guò)壓力下的Hall效應(yīng)測(cè)量證明了增加壓力相當(dāng)于增加費(fèi)米面中電子載流子的比重，與La摻雜效果一致。但是，與La