类铁基122型LaM2As2MFeRuNiPd体系的超导探索研究

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文密级：2013年5月ByQiGuoADissertation／ThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringInstituteofPhysicsChineseAcademyofSciencesMay,2013摘要新超导体探索是当今凝聚态物理研究的热点课题。本论文首先对超导电性和超导材料的进展

2、进行了简单介绍，并详细介绍了铁基122超导材料的研究现状，由于“122”铁基超导材料的电子型掺杂研究很少，本文重点对与铁基“122”材料具有相似结构的LaM2As2(M=Fe、Ru、Ni、Pd)这几个体系进行合成、掺杂以及物性研究，以期发现其中的新超导电性。本论文涉及的新超导材料探索的实验内容包括材料合成与物性表征，主要使用高温固相反应进行材料合成，通过X射线衍射图谱进行结构分析，利用PPMS(综合物性测量系统)和MPMS(磁性测量系统)进行电阻和磁测量。在对LaFe2As2材料的合成研究经过反复尝试均未成功后，我们重点对已知的La基过渡金属“122”型结构的LaRu2As2材料进行合成

3、与物性研究。我们通过在高温下反应后淬火的方法首次合成了一种CaBe2Ge2型结构的LaRu2As2新相，并在已知的ThCr2Si2型结构的LaRu2As2中发现了7．2K的超导电性。对LaRu2As2的掺杂研究发现，La位Sr掺杂和Ru位Fe掺杂对超导不利。LaNi2As2三元体系己知具有ThCr2Si2型和CaBe2Ge2型两种结构，我们尝试改变Ni含量和烧结温度等条件，通过大量实验得出结论：两种结构的成相条件主要受Ni含量影响，与温度关系不大，Ni含量为1～1．5时为ThCr2Si2型结构，Ni含量为2~2．6时为CaBe2Ge2型结构，Ni含量为1．5～2时为两个相的混合相。另外，

4、我们在LaNil．5As2材料中发现了3．2K的超导电性。对LaNi2As2材料掺杂Fe的研究发现，当Ni位Fe的掺杂量为0．5～1时，CaBe2Ge2型结构的LaNi2As2变为ThCr2Si2型结构。另外，对ThCr2Si2型结构的LaPd2As2的掺杂研究发现，Pd位Fe的掺杂量为0．6～1．2时，变为CaBe2Ge2型结构。这种掺杂导致的结构变化为探索两个相的成相条件和成相关系提供了新的实验依据。关键词：超导电性掺杂LaRu2As2LaNi2As2LaPd2As2AbstractSearchingfornewsuperconductorshasalwaysbeenahottopi

5、cincondensedmatterphysics．Inthisdissertation，wereviewedthehistoryforthedevelopmentofsuperconductivityandsuperconductorsbriefly,andthenintroducedthecurrentresearchof122iron-basedsuperconductorsindetail．Duetothefewstudiesonelectrondopingin122iron-basedsuperconductors，themainworkofthisdissertationis

6、aboutexplorationandstudyofsuperconductivityinLaM2As2(M=Fe，Ru，Ni，Pd)compoundswhichhaveasimilarstructurewith122iron—basedsuperconductors．Theexperimentalprocessesincludedmaterialssynthesisandphysicalpropertycharacterizations．Awidelyusedhightemperaturesolidstatereactionwasusedinsamplesynthesis．Powder

7、X—raydiffractionwasusedtoanalyzesamplephasesandcrystalstructures．PPMSandMPMSwereusedinresistanceandmagneticmeasurements．AfterthefailedattemptonsynthesisofLaFe2As2compound，wefocusedonstudyoftheternaryLaRu2As2．Wesuccessf