鐵基超導體AFe2-ySe2(A = K,Tl,Cs,Rb)的核磁共振和繆子自旋共振研究

《鐵基超導體AFe2-ySe2(A = K,Tl,Cs,Rb)的核磁共振和繆子自旋共振研究》是依託浙江大學，由寧凡龍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鐵基超導體AFe2-ySe2(A = K,Tl,Cs,Rb)的核磁共振和繆子自旋共振研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：寧凡龍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

鐵基高溫超導體的一些物理機制還不清楚。在新發現的AFe2-ySe2(A=K, Tl,Cs,Rb)體系中，超導配對對稱性問題，反鐵磁相和超導相的競爭和共存問題，Fe原子空位和超導的關係等物理問題還存在著爭議。我們利用核磁共振(NMR)和繆子自旋共振（MuSR）這兩種局域微觀測量手段，對AFe2-ySe2體系展開研究。我們通過測量核磁共振譜、奈特位移和自旋-晶格弛豫率，來研究超導態下電子的靜態、動態自旋磁化率和軌道磁化率。我們通過繆子自旋共振測量超導體的穿透深度，然後分析比較NMR和muSR數據來研究超導配對對稱性。在欠摻雜區域，我們利用核磁共振具有位置選擇性的特點以及繆子自旋共振測量有序相體積分數的優勢，研究反鐵磁相和超導相的共存問題，同時尋找贗能隙和自旋玻璃態存在的實驗證據，以及自旋漲落、載流子濃度和鐵原子空位之間的依賴關係，及其對超導的貢獻。

結題摘要

2008年發現的鐵基超導體，最高轉變溫度Tc高達57K。另外，由於其和銅氧化物超導體在晶格結構和電子相圖上有很多相似之處，鐵基系列高溫超導體的研究，掀起了高溫超導的又一輪研究熱潮。本項目從2013年1月開始執行，彼時鐵基超導體的研究高潮已經過去，但是尚有一些重要的微觀問題沒有解決。例如，FeSe族超導體的空位問題；反鐵磁相和超導相是否共存的問題；相列相(Nematic phase)和超導的關係問題（是競爭還是誘發），等等。項目的目標就是圍繞著這些懸而未決的問題，進行鐵基超導體的相關熱點研究。我們在國家自然科學基金的資助下，按照計畫書的內容和步驟，開展了鐵基超導體的研究工作。我們在世界上首先運用NMR，詳盡地研究了具有代表性的鐵基超導體鈷摻雜的BaFe2As2體系中，在結構相變溫度TS和反鐵磁相變溫度TSDW之間這個很窄的溫度區域的自旋動力學和短程有序問題；運用NMR研究和證實了超導體體系中最末端的BaCo2As2的鐵磁屬性（q=0和q=pi/2處的自旋漲落）；首次證明了LiFeP中的超導相的形成和反鐵磁漲落關係密切。另外，我們拓展了鐵基超導體的研究工作。在過去4年裡，我們研究，製備了一系列與鐵基超導體具有相同結構的新型塊材稀磁半導體，該系列稀磁半導體可以做成塊材，樣品質量易於控制；而且還具有自旋和載流子可以分開調控的優勢，對理解傳統的稀磁半導體(Ga,Mn)As中的磁學機制有很大的幫助。由於具有了塊材的樣品，使得我們運用核磁共振和繆子自旋共振研究稀磁半導體的物理性質成為可能。運用這兩項有力的微觀實驗手段，我們在稀磁半導體的研究上，做出了一系列具有原創意義的科研成果。在過去4年中，我們總計發表文章25篇，並且致謝了本基金號。其中，項目負責人作為通訊作者的文章有16篇，與其他人合作發表文章9篇。在這25篇文章中，有2篇文章發表在Physical Review Letters上，有2篇文章發表在Nature Communications上, 有7篇文章發表在Physical Review B上,有5篇文章發表在European Physics Letters上, 有2 篇文章發表在Scientific Reports上, 等等。整體來說，該項目較好地完成了最初構想的目標。