鐵基超導體的非磁性鋅摻雜效應及配對對稱性研究

《鐵基超導體的非磁性鋅摻雜效應及配對對稱性研究》是依託杭州師範大學，由李玉科擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鐵基超導體的非磁性鋅摻雜效應及配對對稱性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李玉科
• 依託單位：杭州師範大學

項目摘要

鐵基超導體具有多帶效應和複雜的費米面拓撲結構，其中的超導機理問題一直是研究熱點。特別是超導配對對稱性，是確定超導機理的一個關鍵，但至今在理論和實驗上都還沒有取得共識。非磁性雜質對Tc的影響是判斷超導配對機制非常有效的一個手段。本項目擬系統地研究鐵基超導體中非磁性雜質Zn的效應。我們將在前期已經開展的LaFeAsO1-xFx體系中Zn的雜質效應研究為基礎，進一步將研究體系擴展到其它1111相和122相，以及最近發現含FeSe層的AFe2Se2超導體。我們將重點製備出Zn摻雜的單晶樣品，通過結構表征、超導電性和比熱等測量揭示Zn雜質對超導態性質的影響，驗證相關理論模型，為判斷超導配對對稱性提供實驗佐證。本項目研究將為超導機理研究提供重要信息。

結題摘要

在基金的資助下，課題組重點在鐵基超導體及新發現的BiS2基超導體中開展了一系列研究，取得了多個創新性成果，達到了項目預期的目標。 (1) 我們研究了K0.8Fe2Se2體系的非磁性Zn摻雜效應，發現少量的Zn雜質不影響超導電性(Tc)，僅提高絕緣相，證實存在相分離，其配對對稱性可能是S波。同時，我們在LaFe1-xZnxPO0.94F0.06體系中發現Zn摻雜強烈的抑制Tc，其可能是d波或s±波超導體。這不同於LaO0.9F0.1Fe1-xZnxAs體系，其Tc幾乎不隨Zn含量的增加而變化，暗示FeP基和FeAs基超導體具有不同的配對機制。此外，我們系統的研究了LaFe1-y-xCoyZnxAsO體系的Zn雜質效應，發現無論在欠摻雜或者過摻雜區，其Zn摻雜都破壞超導電性，而欠摻雜區由於反鐵磁序和超導的競爭，Tc隨Zn雜質的增加而緩慢降低，建議鐵基超導體中不同的體系其配對機制可能是不同的。 (2) 我們首次通過電子摻雜，報導了新型的Sr1-xLaxFBiS2的超導電性，Tc=2.8K,並發現了Hall係數隨摻雜濃度的增加由正變為負值，提出摻雜可能導致費米面的突變，並給出了體系的電子態相圖。該工作發表在PRB後，目前他引次數達到34次。進而，我們在Sr1-xCexFBiS2體系發現，Ce摻雜不僅引致超導，同時能夠形成鐵磁序，出現反常的鐵磁和超導共存現象。 (3)在LnNiAsO體系，我們發現僅Kramers 非磁性La(Pr)NiAsO出現超導電性，而Ce(Nd、Sm)NiAsO低溫下都出現磁有序，這些結果表明Ni基和Fe基超導體的機制在本質上是不同的。我們研究了Nb2PdS5體系的摻雜效應，發現Pt、Ni摻雜導致出現相反的Hc2/Tc依賴行為，表明自選軌道耦合可能在該體系中起到重要作用。 (4)我們系統的研究了La(Sm)Co1-xFexAsO體系的磁性質，發現Fe摻雜能夠迅速的抑制母體的鐵磁序和反鐵磁序，但幾乎不影響Sm-4f電子的反鐵磁序，暗示FM-AFM的相變主要來源於3d電子，我們因此建立了豐富的磁相圖。 在項目的資助下，發表論文13篇，其中PRB 6篇，SUST 1篇，JPCM 2篇，EPL 1篇，JSNM 1篇，AIP Advances 1 篇，Physics C 1篇。項目組成員在學術會議作口頭報告4次，培養碩士2名。