thcr2si2结构铁基超导体及其相关材料的研究

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeThePropertiesofIron—BasedSuperconductorsandOtherLayeredmaterialswi‘thThCrzSizStructureAuthor’SName：●一-speciality：Supervisor：Fillishedtime：Ji',tjy泌gJlal3．1unYmCondensedMatterPhysicsProf．Xianh

2、uiChenMay3氆弓2013中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：左鱼垒签字日期：垒坠!!堑中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文

3、被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。鼢开口保密(——年)作者签名：幽堡导师签名：签字日期：垫!兰!：《签字日期：歙给叛幻家人专哆朋灰摘要从1986年铜氧高温超导体发现至今，高温超导一直是凝聚态研究领域的热点。但是人们对它的超导机制还是不清楚。2008年初铁基高温超导体的发现又一次掀起了高温超导研究的浪潮。通过研究对比铁基高温超导体与铜

4、氧高温超导体，人们可以更好地研究高温超导的机理。在本论文中，我们对ThCr2Si2结构的铁基及其相关化合物进行研究。我们详细地研究i'122欠掺杂铁基超导体的面内电阻各向异性，并且研究了EuFe2一zCozAs2的电子顺磁共振。我们合成了高质l一⋯A茹Fe2一掣Se2(A=K，cs)单晶，并且研究了电阻的压力效应。此外，我们还系统地研究YCal-zSrzC02As2体系的磁性相图并预测了相应的磁结构。本论文共分为以下六章：1．铁基超导体及其它层状ThCr2Si2结构化合物研究综述本章回顾了铁基超导体的一些基本物理

5、性质，包括晶体结构、输运性质、磁结构、费米面结构和配对对称性等。主要详细地介绍了铁基超导体的面内电子各向异性及其可能的内在起因。简单回顾了K茁Fe2_可Se2系列超导体和其它插层FeSe超导体的一些基本性质。我们还简单介绍了一些其它层状ThCr2Si2结构化合物的基本物理性质，并对ThCr2Si2结构中坍塌四方相和非坍塌四方相进行了讨论。2．欠掺杂铁基超导体的面内电阻各向异性研究我们系统地研究了电子型掺杂铁基超导体EuFe2--=Co=As2、BaFe2-xCozAs2和空穴型掺杂铁基超导体Bal一zK。Fe2A

6、s2的面内电阻各向异性。我们发现前者电子型欠掺杂超导体存在很大的面内电阻各向异性，而后者空穴型欠掺杂超导体几乎观察不到各向异性。我们发现面内电阻各向异性在高于结构相变的温度就开始出现并且随着温度降低逐渐变大，在磁相变温度处变化最为剧烈。我们发现电子型掺杂样品在不存在面内电阻各向异性的高温区间电阻表现出很好的温度的线性关系。由面内电阻各向异性在结构相变温度和磁相变温度不同的行为，排除了晶格自由度的贡献。我们的结果表明这种液晶相行为是由电荷自由度决定的，对于电子型和空穴型铁基超导体，轨道对于磁有序态的贡献存在着本质的

7、不同。3．La掺杂CaFe2As2的输运性质及磁性研究本章中我们研究了Cal一$LazFe2As2(x=0，0．05，0．10，0．15，0．19和0．25)单晶的输运特性以及磁化率。虽然没有过渡金属引入到FeAs平面中，我们仍然可以在欠掺杂样品中观察到大的面内电阻各向异性，这与Co掺杂122铁砷超导体中观察到的相似。在TsDw以下，随着La的掺杂，面内电阻各向异性逐渐增加，、这与空穴掺杂122型超导体不同。样品的磁化率显示，La的掺杂会导致自旋密度波的抑制，并且在低温下诱导居里-夕}’斯行为，这一行为要比其它1

8、22铁基超导体强很多。4．A。Fel2一ⅣC九2(A--K，Rb和Cs，Ch=S，Se)-单晶样品的生长和物性研究本章中我们通过自助熔剂法成功地生长了高质量的如Fe2_ySe2(A=K，Cs)单晶。在两种晶体中都观察到了很好的超导转变。K正Fe2一却Se2单晶显示-[31K的超导起始转变温度，CszFe2_掣Se2单晶为30K，并且分别展现了将近100％的超导屏蔽体积。和