鐵基超導單晶超薄微橋本徵超導載流特性的研究

《鐵基超導單晶超薄微橋本徵超導載流特性的研究》是依託南京大學，由李軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鐵基超導單晶超薄微橋本徵超導載流特性的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李軍
• 依託單位：南京大學

項目摘要

鐵基高溫超導體具有上臨界場高、電流密度大、載流子濃度高以及各向異性小等特點，系統研究其超導載流特性對理解高溫超導機制和實際套用有重要意義。目前，鐵基超導的研究主要集中在單晶塊體上，但由於其金屬性強，電輸運特性測量中電壓信號微弱，加之電極製備困難，限制了鐵基超導的深入研究。申請人在前期工作中，首次將122體系單晶製備成納米尺度超薄微橋，並利用超導材料本身作為電極，有效地解決了上述問題，測得的超流密度達到了材料的超流載荷極限,即拆對電流密度。本項目將把納米製備技術套用於多個鐵基超導體系，系統研究11-、122-和1048-等體系的本徵超導載流特性，探求超流載荷極限和上臨界磁場；闡明鐵基超導體雙能帶模型下的載流子特性與溫度、磁場和摻雜濃度之間的關係，從而研究鐵基超導的超導能隙信息。本項目的順利實施將為鐵基超導機制的基礎研究和在低維尺度下的實際套用（如超導集成晶片）提供可靠的實驗依據。

結題摘要

近年來，高溫超導技術已經有了長足的發展，但是目前還面臨幾個關鍵性的問題需要解決，為此低維超導材料在超導的基本物理和電子學潛在套用方面具有廣闊的研究空間和發展前景，近些年來受到越來越多的重視，被寄予厚望能探索超導技術中若干關鍵性的問題。超導低維材料的研究已有了幾十年的歷史，但是主要集中在低溫超導材料中。2008年，新型的高溫超導家族，鐵基高溫超導體迅速成為了目前超導科學研究中的前沿領域。然而鐵基高溫超導低維材料和器件的研究相對較少。本項目旨在將納米製備技術套用於多個鐵基超導體系，系統研究11-和122-體系的本徵超導載流特性，探求超流載荷極限和上臨界磁場；闡明鐵基超導體雙能帶模型下的載流子特性與溫度、磁場和摻雜濃度之間的關係，從而研究鐵基超導的超導能隙信息。具體完成了以下研究內容：1、鐵基超導體是一種新型的高溫超導體，其基本物理性能還有待進一步精確表征。本項目研究的鐵基超導微納結構器件是由單晶材料直接製備而成，器件的物理性能可以較為直接地反應出該材料的本徵特性，為鐵基超導的研究提供了一種新型可靠的研究方法。2、傳統的超導微納結構器件製備方法是由薄膜材料而成，由於薄膜在製備過程中會出現大量的結構缺陷，因此薄膜樣品的低維特性很難避免受到缺陷等外在因素的影響。本項目以單結晶材料為對象，通過嚴格控制單晶的質量，能有效地避免晶界等缺陷的影響。3、高溫超導量子態下超導序參量的研究，對於探索其低維體系中的諸多物理特性至關重要，並能為高溫超導機制的探索提供一項新型的研究方向。然而，到目前為止，這方面的研究還鮮有報導。