物理所利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實驗裝置開展鐵基超導(dǎo)材料研究

文章來源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院                    發(fā)布時間：2015-06-17  

　　中國科學(xué)院物理研究所研究員邱祥岡課題組楊潤利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實驗裝置——極低溫X射線衍射儀設(shè)備（LT-XRD），對鐵基超導(dǎo)材料Ca0.86Pr0.14Fe2As2進(jìn)行了深入的研究，并取得了進(jìn)展。

　　在高溫超導(dǎo)機(jī)制的探索過程中，電子關(guān)聯(lián)和磁性一直被認(rèn)為會存在緊密的聯(lián)系。和銅基超導(dǎo)類似，在最近發(fā)現(xiàn)的臨界溫度TC高達(dá)55K的鐵基超導(dǎo)中，通過摻雜或壓力手段的調(diào)制，超導(dǎo)電性會在反鐵磁相的邊界處出現(xiàn)。但是，在鐵基超導(dǎo)的母體中，局域磁性比銅基材料中要強(qiáng)得多。因此，鐵磁超導(dǎo)材料是一個研究電子關(guān)聯(lián)、磁性、超導(dǎo)之間相互作用的理想體系。

　　楊潤利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實驗裝置中的極低溫X射線衍射儀對鐵基超導(dǎo)材料Ca0.86Pr0.14Fe2As2進(jìn)行了深入的研究。研究發(fā)現(xiàn)，除了超導(dǎo)轉(zhuǎn)變，該材料在73K左右表現(xiàn)出一個四方相（tetragonal）到坍塌四方相（collapsed tetragonal）的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，而在坍塌四方相中已經(jīng)不存在體超導(dǎo)。同時，在坍塌四方相中，電子關(guān)聯(lián)作用減弱，并且自旋漲落被抑制。研究表明，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后，面內(nèi)的As離子之間形成了較強(qiáng)的As-As鍵相互作用，進(jìn)而影響了Fe-As之間的雜化，從而使得體系進(jìn)入一個非磁性的費米液體（Fermi liquid）行為。

　　穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實驗裝置中的變溫X射線衍射儀能夠進(jìn)行低溫、高溫下晶體結(jié)構(gòu)的X射線衍射譜測量，其低溫范圍為15K-300K，高溫范圍為300K-1700K，測角儀角度范圍為0.1°到140°，角度分辨率為1/10000°。