铁基超导材料FeTe0.5Se0.5的第一性原理研究

采用第一性原理计算了FeTe0.5Se0.5在两种不同结构模型下的电子结构、晶格动力学以及电声子相互作用.结果表明:用两种结构模型计算得到的电子结构大致相同,费米面附近的态密度主要来自Fe d电子的贡献.对两种模型我们根据不可约表示分析了Γ点的光学模频率,并给出了声子谱及声子态密度.用模型1和模型2计算得到的电声子耦合常数λ分别为0.20和0.22,都非常弱,无法解释实验上较高的超导转变温度.因此,超导材料FeTe0.5Se0.5和其他的铁基超导材料一样,都不属于常规的电声子耦合超导材料.     

高温超导材料Bi_(0.8)Pb_(0.2)SrCaCu_2O_(8+x)电阻率及AC磁化率的研究

在高温超导材料BiSrCaCu_2O_x中加入20％铅代替铋后,使超导材料的零电阻温度从82 K提高到102 K,起始超导转变温度约为112 K,晶界对超导材料的超导性能有很大的影响,起始转变温度T_c随外加磁场的变化率在低场范围内约为0.0005 Km/A。     

准一维Mn基超导材料研究进展

探索新的高温超导材料与揭示非常规超导机理一直是凝聚态物理研究的重点.除了铜氧化物超导体和铁基超导体这两大家族之外,其他过渡金属基非传统超导材料相对较少,其中锰基超导材料尤其稀少.晶格维度的降低通常会抑制磁有序并增强自旋涨落,可以以此为思路探索新的锰基超导体.近年来,一个新的准一维锰基材料家族AMn₆Bi₅(A=Na, K, Rb和Cs)被发现.其中, AMn₆Bi₅(A=K, Rb和Cs)在高压下表现出非常规超导电性,加深了人们对于非常规超导与反铁磁关联的认识.     

高T_C的超导材料

<正> 引言超导材料的临界温度 T_c 越高,其效益越大,因此,寻找高 T_c 的超导材抖是人们长期以来梦寐以求的事,经过约七十年的努力,在1973年才制备出铌三锗(Nb_3Ge),其T_c为23.2K,此后十几年几无进展.1986年瑞士科学家 Bednorz 和 Miiller 报导了 La-Ba-Cu-O 系列中可能存在高临界温度超导电性,T_c 终于突破30K.中、美、日等国科学家也在 La-Ba-Cu-O 体系超导体上获得 T_c为52K.最近各国又相继报导了 Y-Ba-Cu-O 体系超导材料,T_c 在90K 以上.本文将简要报导我们制备的 Y-Ba-Cu-O 超导材料的初步实验结果.     

铁基超导体磁激发的共振非弹性X射线散射研究

在铁基超导材料中,超导电性通常起源于对反铁磁母体的载流子掺杂.随着掺杂量的增加,反铁磁长程序逐渐被抑制,超导出现并在反铁磁序消失的边缘达到最佳Tc.在最佳和过掺杂区域,虽然已经不存在任何反铁磁长程序,但仍然存在很强的反铁磁涨落.在铜氧化物和铁基高温超导体中,很多实验证据表明自旋为1的反铁磁涨落极有可能是超导电子配对的媒介,而驱动这一配对的则是电子间的反铁磁关联.因此,从实验上研究铁基超导体的磁激发谱及其对掺杂的依赖关系,获得反铁磁关联能等信息,对理解铁基超导的微观机制至关重要.在过去十几年中,非弹性中子散射(Inelastic Neutron Scattering, INS)在测定铁基超导材料中的磁激发方面发挥了主导作用.在过去十年中,共振非弹性X射线散射(Resonant Inelastic X-ray Scattering, RIXS),作为一种可以测量过渡族金属化合物中磁激发的实验技术,被用于铁基超导体中磁激发及其演化的研究.由于RIXS具有元素敏感、价态敏感、光通量高等优点,在铁基超导材料磁激发的相关研究中,发挥了独特的作用.本文从RIXS的特点出发,回顾了铁基超导体中磁激发的...     

Y-Ba-Cu-O系高临界温度超导陶瓷组成与性能关系的研究

研究了主组成及少量外加物对Y_xBa_(1-x)CuO_3系超导陶瓷导电性与超导电性的影响.研究表明,当配料组成Y∶Ba≈1∶2时最容易制取稳定的、零电阻为88K以上的高临界温度T_c的超导材料;采用Bi、Pb、Na、Co等对阳离子进行部分替位更换,仍能获得超导特性,但对T_c值没有改进;少量外加物对YBa_2Cu_3O_(7-δ)系超导陶瓷的T_c值有明显的影响,微量钴离子的掺入可使T_c提高到110K,但掺入量较多时反使T_c降低.     

铁基高温超导材料的角分辨光电子能谱研究

高温超导电性是近代凝聚物理关注的核心问题.高温超导的研究一方面具有重大的应用前景,另一方面推动了多体关联凝聚态物理理论和计算的发展.铁基高温超导材料是除铜氧化物高温超导外的第二类常压条件下的高温超导材料.在对铁基高温超导的研究过程中,研究者利用角分辨光电子能谱技术对铁基高温超导材料的电子结构、对称破缺相、超导能隙等进行了详细的研究,为揭示铁基高温超导配对机制提供了重要的实验依据.近些年,角分辨光电子能谱实验更是在一些铁基高温超导材料中发现了拓扑超导存在的证据.本文将对铁基高温超导材料的角分辨光电子能谱相关工作进行总结.     

赵忠贤:做科研从未想过拿奖

正2017年1月9日,低温物理学家赵忠贤院士获得了2016年度国家最高科学技术奖。在百余年超导研究史中,赵忠贤在高温超导研究的两次重大突破中均做出了重要贡献:独立发现液氮温区铜氧化物高温超导体和发现系列转变温度50K以上铁基高温超导体并创造55K纪录。     

高温超导材料研究进展

超导技术是当下的高新技术之一，对于超导材料的研究一直处于现在进行时.临界温度下的超导材料表现出优异的零电阻特性，能量损耗相对于常规导电材料大幅降低，具有非常高的应用价值.以超导材料发展的时间线为线索，回顾高温超导材料的研究历程.在综合整理国内外研究论文的基础上详细阐述BSCCO、YBCO、铁基超导、MgB₂、有机超导体的发展历程、发展现状以及各自特性，并展望超导材料的发展前景.     

铁基超导体的远红外光谱学研究

铁基超导体是由日本科学家Hosono发现的具有层状结构和多带特征的非常规超导体,虽然人们利用各种实验手段对不同家族的铁基超导体进行了详尽的研究,最受关注的超导机理的问题尚未解决,也吸引着人们进行更加深入的探索.红外光谱是研究费米面附近的电子态激发以及晶格振动动力学的重要实验探测手段,在早期的超导研究中对于超导能隙的确定和电声相互作用的探测起到了重要作用.本文将主要介绍近些年国际上利用傅里叶变换红外光谱学研究铁基超导体方面的主要进展,并结合作者近些年的工作详细地阐述红外光谱的具体应用,主要包括以下几个方面的内容:(1)铁基超导体中的超导能隙;(2)(Ba,K)Fe_2As_2中的量子临界与非费米液体行为;(3)KFe_2As_2中的轨道选择性行为;(4)铁基超导材料中的电声相互作用;(5)铁基超导材料中的向列相.最后,在总结已有工作的基础上,我们对未来红外光谱在铁基超导材料中的研究做了进一步的展望.     

122型铁基高温超导体的研究进展

零电阻和迈斯纳效应使超导材料在许多领域都发挥着重要作用,因此超导电性100年来一直是研究的热点。本文系统总结了122型铁基超导体的研究状况,包括用化学掺杂和化学压力等不同方法获得的超导材料。此外,也总结了铁基超导线材和带材的制备,简短的介绍了目前的工艺和对未来的展望。     

Bi(Pb)SrCaCuO系超导膜的化学喷雾淀积法

介绍用化学喷雾淀积法(CSD法),制备Bi(Pb)SrCaCuO超导膜的研究情况。并对所制样品进行了超导性能的测量和电镜,x射线衍射的测试。测量结果表明:所制膜厚约为50μm,零电阻温度为74K,超导转变温度为98K。样品呈正交结构。     

铁基超导线材实用化研究进展

铁基超导体是一种新型的实用化高温超导材料,具有极高的上临界场、高转变温度、较小的各向异性、高传输电流密度等优点,能够采用成本较低的粉末装管法制备成超导线带材.目前,通过引入轧制织构和加压烧结致密化等工艺,铁基超导带材的传输临界电流密度在10 T磁场下已超过105A/cm2的实用化门槛,表明其在强电高场领域具有较强的应用潜力.与带材相比,线材具有更加对称的截面形状,能够更方便地进行电缆绞制,从而降低导线的电磁耦合效应,提高载流的均匀性和稳定性,满足高场应用需求.本文对铁基超导线材的发展与现状进行评述,对线材制备过程中的前驱粉制备、冷加工工艺、热处理技术等进行系统介绍,并对影响线材传输性能的微观结构和磁通钉扎特性进行详细阐述,其中包括不同金属包套的线材以及多芯线材.最后,对铁基超导线材的研究进行总结,并对未来的发展趋势进行展望.     

亚稳态新型铁硒基超导体探索

插层铁硒基超导体作为铁基超导的重要组成部分,是近年来凝聚态物理领域的研究热点.它们不仅具有高的超导转变温度(T_c),而且有着迥异于其他铁基超导体的费米面电子结构,挑战了原有的超导电子配对机理.然而由于电负性平衡的要求,使用传统高温固相反应得到的晶体无法避免相分离的发生,其中含有大量Fe空位的非超导相,严重干扰对其本征物性的研究.为获得单相的插层铁硒基超导体,人们提出了液氨法,利用低温获得无Fe空位的插层铁硒基超导亚稳相.随后,溶剂热法和水热法等低温插层方法相继被提出.本文回顾了插层铁硒基超导体的设计理念和发展历程,综述了几种典型低温插层方法及其研究进展,同时提出了未来的研究方向.     

Y-Ba-Cu氧化物超导体的磁学特性的研究

用Faraday磁天平研究了77K附近YBCO超导体的磁学性质,表明实验制得的样品类似于第Ⅱ类超导体,并且在转变温度以上遵循Curie-Weiss定律。该样品的T_o为87.4K,转变宽度为3.1K。样品的组成、烧结和冷却条件等对超导特性均有影响。     

Y-Ba-Cu氧化物超导体的磁学特性的研究

用Faraday磁天平研究了77K附近YBCO超导体的磁学性质,表明实验制得的样品类似于第Ⅱ类超导体,并且在转变温度以上遵循Curie-Weiss定律。该样品的T_c为87.4K,转变宽度为3.1K。样品的组成、烧结和冷却条件等对超导特性均有影响。     

准一维Cr基超导体RbCr3As3的高压研究

近年来,新型铬(Cr)基非常规超导体因呈现独特晶体结构和奇异物理性质而备受关注,成为超导领域的研究热点之一.A₂Cr₃As₃(A=K,Rb,Cs)是首个常压下的Cr基超导体系,通过化学方法脱除其中一个A离子,可以获得具有类似准一维结构的ACr₃As₃超导体.其中,KCr₃As₃和RbCr₃As₃的超导转变温度(T_c)可以分别达到～5和～7.3 K其上临界场(μ₀H_c2(0))远超泡利极限(μ₀H _P^BCS).在前期针对A₂Cr₃As₃的高压研究基础上,本文分别采用六面砧和金刚石对顶砧装置详细研究了RbCr₃As₃的电输运和晶体结构在高压下的演化规律.研究...     

单温区管式炉气相输运生长NbSe_2超导单晶

化学气相输运(CVT)生长单晶通常采用双温区管式炉。利用普通单温区管式炉中的温度梯度实现了化学气相输运,并成功生长出了Nb Se2单晶。运用扫描电子显微镜,X射线衍射仪等方法对制备的Nb Se2单晶进行了形貌和结构的表征,并测量了低温下Nb Se2单晶的磁化率和电阻性质。结果表明,实验上生长出来的Nb Se2单晶具有金属光泽,晶体尺寸约为2 mm×2 mm,超导转变温度和转变宽度分别为7.1 K和0.3 K,超导体积分数约为79%。因此,单温区管式炉生长晶体的方法也可用于其他功能材料单晶的制备。     

122型铁基超导材料晶体结构探析

基于第一性原理的密度泛函理论(DFT),采用全势线性增强平面波结合改进的局域轨道方法(APW+lo)和一般梯度近似(GGA),对122型铁基超导体系的AeT2Pn2化合的结构、能量、磁矩、电子能带和电子态密度进行了计算和分析.研究AeT2Pn2体系的超导温度同晶格中的键长,键角,磁性,电子能带和电子态密度之间的关系,从这类体系的晶格结构层面给出了对提高超导温度有利的几个因素.结果表明,相对于122型的其他体系具体而言,BaFe2As2系列材料的超导温度相对较高.     

铁基对垂直作用于MgB2/Fe超导带材外场的影响

铁基二硼化镁（MgB2／Fe）超导线带材有望在20K-30K、低场下得到广泛应用．本文考虑到铁的磁导率与磁场关系的非线性，结合J-A磁滞回线方程，构建了MgB2／Fe超导带材内超导芯的磁场与外加磁场的关系的模型．通过数字计算，研究了铁基截面尺寸及不同铁基底对外场的影响，计算了影响大小与外加磁场大小的关系．这对于解释MgB2／Fe超导带材的临界电流与外场的关系、进一步分析其应用中的低频交流损耗都将具有一定意义．