釔氟復合摻雜LaOFeA鐵基超導體的制備及其性能研究.pdf

1、高溫超導電性是一個對基礎(chǔ)學科和高新技術(shù)的發(fā)展都有重大意義的研究課題。稀土鋇銅氧化物超導體的發(fā)現(xiàn)已成為20世紀科學技術(shù)發(fā)展史上的重要里程碑。目前,由于在鐵基Ln(O,F)FeAs化合物及其相關(guān)化合物中發(fā)現(xiàn)具有超導電性并且其超導臨界溫度Tc高于40K,凝聚態(tài)物理學界對這種層狀的鐵基化合物起了很大的興趣和關(guān)注。新發(fā)現(xiàn)的鐵基超導體使人們對具有更高臨界轉(zhuǎn)變溫度的新超導材料和高溫超導機制的探索充滿希望。在接下來的不斷研究中發(fā)現(xiàn),這種材料中超導臨界溫

2、度TC最高可達到55K。這些重要的發(fā)現(xiàn)使得人們又重新對高溫超導體的探索產(chǎn)生了極大的興趣,并且為研究高溫超導的機理提供了新的一類材料。實驗從以下三個方面進行闡述:
　　 首先,制備FeAs粉體。本文詳細闡述了應(yīng)用固相燒結(jié)法在氮氣氣氛保護下制備FeAs粉體的實驗過程,所得FeAs粉體外觀為黑褐色粉末。然后用現(xiàn)代分析測試手段如XRD、SEM等,對所制得的FeAs樣品進行了一系列的分析測試,其中,XRD和FESEM分析顯示所制得的FeA

3、s樣品結(jié)晶度高,主要的峰均為FeAs純度高,幾乎無其它次生相,是結(jié)晶狀況良好的超細粉體。
　　 其次,制備摻雜的氧化鑭粉體。氧化鑭是一種重要的稀土氧化物。文章采用溶膠凝膠法和超聲化學法相結(jié)合的方法制備復合摻雜氧化鑭粉體,采用X射線衍射(XRD)和場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)等手段對其產(chǎn)物進行了表征,并對材料的物相結(jié)構(gòu)、顯微形貌進行了分析。實驗結(jié)果表明,制備氧化鑭的最佳燒結(jié)溫度為750℃,控制適當?shù)墓に嚄l件,能夠制得結(jié)晶發(fā)育

4、良好的復合摻雜氧化鑭超細粉體;超聲波輔助作用有利于產(chǎn)物形成、晶粒細化和提高材料的性能。
　　 最后,制備摻雜鐵基超導體。將制備的摻雜氧化鑭粉體、La粉(99.99％)和制備的FeAs粉末按照摩爾比準確稱量,然后將三種粉末研磨混合均勻并壓結(jié)成片放入石英管中,在氮氣保護氣氛下,執(zhí)行如下溫度制度:30分鐘內(nèi)由室溫升至300℃保溫60分鐘后再用40分鐘升至960℃并保溫4小時,接著再用30分鐘將溫度升至1150℃并保溫50小時,最后緩慢

5、冷卻至室溫即可制得灰色的摻雜鐵基超導體。實驗結(jié)果表明LaOFeAs的制備需要極其嚴格的環(huán)境,而且需要燒結(jié)時間約50個小時,否則將生成大量的氧化物,無法完全生成摻雜的鐵基超導體;Y摻雜LaOFeAs具有分層的塊狀結(jié)構(gòu),同F(xiàn)摻雜LaOFeAs的微觀形貌極為相似。通過測定由釔摻雜的鑭氧鐵砷超導體的超導電性,發(fā)現(xiàn)其電阻率隨溫度變化的趨勢比較明顯,表明具有較好的超導電性,而且Tc也達到了41K。這說明用固相反應(yīng)燒結(jié)法制備鐵基超導體是一種較為成熟的