《(Fe, Mn)As基材料的巡遊和局域反鐵磁性的非彈性光散射研究》是依託中國人民大學，由張清明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：(Fe, Mn)As基材料的巡遊和局域反鐵磁性的非彈性光散射研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張清明
- 依託單位：中國人民大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
巡遊體系磁性和局域磁性是目前FeAs基材料機理研究的關鍵問題之一，也是凝聚態磁學的基本問題。本項目提出了針對該問題理想的模型體系Ba(Fe1-xMnx)2As2 (x=0-1),擬採用低溫強磁場拉曼散射手段，配合電阻、磁化率、比熱等輸運和磁性測量，對該體系進行系統的實驗研究。首先系統地製備出該體系的不同摻雜濃度高質量樣品，獲得其從巡遊到局域的磁性過渡和演化相圖，然後用拉曼散射雙磁子過程測定局域反鐵磁的超交換能，及其隨摻雜濃度的演化規律，通過觀測在外磁場下從局域到巡遊磁性的臨界過渡區的非彈性光散射的行為，研究體系的巡遊與局域磁性的內在關在線上制。本研究預期將為FeAs基材料的磁性和超導機制的理解提供重要依據，並為新型超導材料和磁性材料的探索以及凝聚態磁學基礎研究提供重要參考。
結題摘要
目前FeAs基材料機理研究的關鍵問題之一是磁性的隨溫度和摻雜的演化行為。本項目針對該問題，提出以Ba(Fe1-xMnx)2As2 (x=0-1)作為模型體系，擬採用低溫強磁場拉曼散射手段，配合電阻、磁化率、比熱等輸運和磁性測量等進行系統的實驗研究。實驗上在製備Mn含量從0到1的摻雜化合物中，發現Mn在BaFe2As2的體系中固溶度很小（＜10%），在Mn大於10%的摻雜中出現明顯的相分離行為，因此我們進一步以磁性結構相似的MnBi體系(BaMn2Bi2, SrMnBi2, CaMnBi2)和(La,Ce)Co2P2兩個體系作為替代研究。取得以下研究結果：1、系統地探索製備了Mn摻雜的BaFe2As2體系，發現該系統的摻雜上限是10%左右；2、首次製備出系列La1-xCexCo2P2(x=0~1)單晶，對其磁性隨摻雜和溫度的演化進行了研究，得出該體系的磁相圖；通過對材料進行的系統拉曼和其他測試手段結合研究，首次觀察到該系列單晶在x~0.65摻雜時發生劇烈的塌縮相變，伴隨著晶體的磁性的相變但晶體對稱性沒有變化，與CaFe2As2中發生的現象可比較，為鐵基超導的機制研究提供重要實驗線索；3、製備出磁性系統各異的MnBi系列單晶BaMn2Bi2、SrMnBi2和CaMnBi2，利用雙磁子拉曼散射技術，對比考察了三個體系中巡遊電子對增強層間自旋相互作用的影響；4、同時也研究了其他鐵基超導相關係統的電子和結構性質，包括發現了Tc高達44K的新FeSe基超導體並確定了其結構。本研究探索了巡遊電子與局域磁性的關在線上制，預期為FeAs和FeSe基材料的磁性和超導機制的理解提供重要依據，並為新型超導材料和磁性材料的探索以及凝聚態磁學基礎研究提供重要參考。
