鐵硒超導體單晶製備和物性研究

《鐵硒超導體單晶製備和物性研究》是依託中國人民大學，由雷和暢擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鐵硒超導體單晶製備和物性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：雷和暢
• 依託單位：中國人民大學

項目摘要

已有研究表明，大多數具有不同的晶體結構鐵基超導材料都展現出了相似的電子相圖，即隨著化學摻雜或者壓力的增加，母體中反鐵磁長程式和結構相變逐漸被壓制，超導電性開始出現。但是FeSex卻展現出了與這一普適相圖完全不同的特點：FeSex在常壓下具有結構相變但卻沒有反鐵磁長程式而是在低溫出現了超導電性；另一方面，超導和反鐵磁轉變溫度同時隨著壓力的增加而升高。這些反常都促使人們對其結構和物性進行深入地研究。而難於獲得高質量四方結構(00l)取向FeSex單晶嚴重阻礙了研究的進展。在前期對FeSe基超導體研究的基礎上，我們計畫採用鹵化物助熔劑結合溫度梯度場的方法製備高質量、大尺寸四方結構(00l)取向FeSex單晶，並系統地研究Fe含量變化、3d過渡金屬元素摻雜和壓力對其物性的影響。以揭示其本徵的電子相圖以及結構、磁性與超導電性之間的關係，促進對FeSex和其他鐵基超導體超導機制和電子關聯效應的認識。

結題摘要

對鐵硒基超導材料的研究是當前鐵基超導體研究領域的前沿熱點之一。雖然鐵基超導材料表現出了相似的電子相圖，但是FeSex卻表現出了不同於多數鐵基超導體的特徵。為了深入地理解鐵硒基超導體的這些特徵及其超導機制，在獲得高質量FeSex單晶的基礎上，我們研究了高壓下的FeSex的磁結構，重電子摻雜FeSe單晶的物性以及3d過渡金屬元素摻雜的FeSe單晶物性。首先使用鹵化物助熔劑結合溫度梯度場的方法製備獲得了高質量晶體。其次通過核磁共振研究了壓力誘導的FeSex單晶的磁結構，並發現高壓下向列序、磁有序和超導之間的相互關係。第三，通過低溫液氨的方法製備出了一系列鹼金屬與氨共插層的重電子摻雜的FeSe基超導體，並對其常壓和高壓下的物性開展了詳細的研究。第四，通過Cu原子對FeSe中Fe原子的替代，得到一系列不同摻雜濃度的FeSe單晶，並對其物性和相圖進行了研究。在該項目執行期間，發表研究論文43篇。這些結果不僅有助於我們理解FeSe基超導體中的結構、磁性、電子結構與超導電性之間的關係，促進對於FeSe基以及其他鐵基超導體超導機制和電子關聯效應的認識，而且也為探索新型超導材料提供了研究思路。