《新型鐵基高溫超導材料的同步輻射譜學研究》是依託中國科學技術大學，由儲旺盛擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型鐵基高溫超導材料的同步輻射譜學研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：儲旺盛
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
繼銅氧高溫超導體之後，日本和我國科學家在2008年相繼發現另一類高溫超導體――鐵基超導材料。該超導材料的出現為解決高溫超導機理難題提供了難得的契機。我們前期研究【Nature 459, 64】顯示鐵基超導材料具有大的鐵同位素效應，表明晶格振動（聲子）在新的超導材料中扮演十分重要的作用。然而，我們還不清楚聲子是如何參與超導電子配對的。本項目擬利用基於同步輻射的溫度相關EXAFS譜在微觀上研究鐵基超導材料中摻雜、超導電性和局域結構動力學之間的內在聯繫；研究FeAs4四面體的局域扭曲、Fe-As和Fe-Fe的振動對同位素摻雜的回響。這些研究有助於確定聲子在鐵基超導材料的超導機制中所起的作用。
結題摘要
鐵基超導材料是繼高溫銅氧超導體後，被發現的另一類高溫超導體。這類含鐵的超導材料與銅氧超導體既相似，又展現出極大不同，迅速成為國際物理和材料領域的研究熱點。先前的巨觀同位素測量顯示，鐵基超導材料具有極大的鐵同位素效應，表明該超導體中鐵基平面的晶格振動在其超導機制中扮演重要作用。因此，從電子和原子尺度研究鐵基超導材料中鐵基平面的晶格動力學行為極為重要。在本項目的資助下，基於同步輻射X射線吸收譜學技術，在電子和原子水平上我們全面審視了鐵基超導材料的同位素效應、摻雜效應和FeAs4四面體扭曲效應，分析了這些因素對其超導機制的影響，主要取得了如下創新性成果：（1）在北京同步輻射實驗室的XAFS線站發展了溫度依賴（4 ~ 300 K）的EXAFS實驗技術。利用該技術，結合相關Einstein理論模型，我們研究了Ba0.6K0.4Fe2As2超導體的微觀鐵同位素效應。研究發現同位素摻雜對Fe-As和Fe-Fe的平均健長和靜態分布幾乎沒有影響，但調製它們的熱無序分布，且Fe-Fe和Fe-As振動幾乎有相當的同位素效應，表明Ba0.6K0.4Fe2As2具有與銅基高溫超導材料不同的三維超導特性【Sci. Rep. (2013), 3: 1750】；（2）利用XAS結合從頭計算研究了（F，Zn）共摻雜LaFeAsO樣品中Zn雜質對體系局域結構和電子結構的影響。觀察到電荷再分配現象及FeAs4四面體重整化對超導電性的影響 【New J. Phys. (2012), 14: 033005】；（3）測量了SmO1-xFxFeAs體系Sm L3邊XANES譜，發現其白線峰存在某種量子臨界現象，從頭計算揭示這種臨界現象起源於體系的氧空位【J. Synchrotron Rad. (2011), 18: 723；J. Synchrotron Rad. (2013), 20: 455】。同時，我們還將發展的同步輻射X射線譜學新技術套用於其它功能材料，例如銅箔納米合金和鋰/鈉離子電池正極納米材料等【Sci. Rep. (2014), 4: 4188；J. Phys. Chem. C (2013), 117: 6872】。在本項目支持下，我們已聯合培養博士研究生2名；發表SCI論文5篇，綜述論文1篇，會議論文2篇；參加國際會議和學術交流2人次。
