上海光源用户在铁磷族化合物超导电性的高压研究中取得进展

2014/05/13 | 【 【打印】【关闭】 | 访问次数:

近年来,科学家们在对新的铁基超导体及其超导机理的的探索研究方面取得了卓有成效的成果。Ca10(Pt3As8)(Fe2As2)5 是一种具有复杂结构的新型铁基磷族化合物,常压下不具有超低电性,其晶体结构可描述为在CaFe2As2 晶格中交替用Pt3As8中间层(被成为方钴矿层)来置换Fe2As2层,即在一个晶胞中以Ca-Pt3As8-Ca-Fe2As2复杂的层状形式堆垛而成。最近,中国科学院物理所赵忠贤院士团队孙力玲研究员等与合作者发现Ca10(Pt3As8)(Fe2As2)5化合物具有压力诱导的超导电性,并对其超导特性进行了研究,该项工作已发表于材料领域著名杂志《先进材料》(Adv. Mater. 2014, 26, 2346–2351)。

该项研究的高压X-ray衍射测试均在上海光源BL15U1线站上完成。实验中首先将单晶样品磨碎后置入金刚石对顶砧中,然后在1-14GPa的不同压力条件下进行原位测试。衍射图谱表明,不同压力下样品均为三斜晶系。Ca10(Pt3As8)(Fe2As2)5常压下是一种反铁磁半导体,本研究发现压力在有效抑制样品中的反铁磁长程序后,导致了超导电性的出现。对比温度-压力电子相图和Fe位掺Pt的温度-掺杂电子相图,发现两者之间有明显的相似和不同。在4.1GPa以内,压力和电子掺杂对体系的反铁磁转变温度、超导转变温度的影响十分相似,然而在更高压力下,压力对该系统的 TC随压力变化关系与电子掺杂的变化关系完全不同,这表明两种途径诱发超导电性的直接起因是不同的。这些实验结果为进一步深入开展对铁基超导体的实验和理论研究提供了重要的信息。(材料与能源部 供稿)

 

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