学年论文(设计)--122系铁基超导的研究
铁基超导材料的研究及应用
铁基超导材料的研究及应用一、引言铁基超导材料是近年来新兴的超导材料之一，具有较高的超导转变温度和较强的超导电性能。
随着研究的深入，人们发现铁基超导材料在能源、医疗等领域具有广泛的应用前景。
本文将着重介绍铁基超导材料的研究和应用。
二、铁基超导材料的研究1.铁基超导材料的发现铁基超导材料是指以Fe为主要成分的超导材料。
2008年，日本物理学家芝田任三郎领导的研究小组在铁基化合物LaOFeAs中发现了超导现象。
其后，人们在多种铁基化合物中也发现了超导现象，如BaFe2As2、LiFeAs、NdFeAsO等。
2.铁基超导材料的结构铁基超导材料的结构复杂，一般由四种元素共同构成：Fe、As、Ba或La以及一些其他杂质。
铁基超导材料晶体结构呈层状结构，其中Fe和As元素组成的矩阵结构是超导的关键部分，而其他元素则是提高材料超导性能的重要因素。
3.铁基超导材料的超导机理铁基超导材料的超导机理与传统的BCS超导机理不同。
传统的BCS超导机理是由库珀对电子间的吸引力引起的，而铁基超导材料中的超导机理可能与磁电子相互作用有关。
4.铁基超导材料的超导性能铁基超导材料的超导温度较高，通常在20-50K之间。
同时，铁基超导材料的超导电性能较好，能够承受较高的电流密度和磁场强度。
三、铁基超导材料的应用1.能源领域铁基超导材料可以用于制造超导电缆、超导磁体等设备，这些设备在能源领域中有广泛的应用。
超导电缆的传输距离长、损耗小，可以提高电力传输效率；超导磁体可以用于核磁共振成像、磁共振治疗等领域。
2.医疗领域铁基超导材料可以用于MRI（磁共振成像）设备的制造。
MRI技术可以用于体内器官的成像和检测，对临床诊断有重要的作用。
3.交通运输领域铁基超导材料可以用于制造超导列车，这种列车可以悬浮在轨道上运行，摩擦力小、噪音小，能够大大提高列车的运行速度和运行效率。
四、结论综上所述，铁基超导材料具有广泛的应用前景，特别是在能源、医疗和交通运输领域。
铁基超导体的制备和性能研究
铁基超导体的制备和性能研究一、引言超导材料是一种特殊的物质，其具有零电阻和完全反射的特性，在电力输送和磁共振成像等领域有着广泛的应用。
目前，超导材料主要可以分为两种类型，即氧化物超导体和铁基超导体。
铁基超导体是近年来出现的一种新型超导材料，具有较高的临界温度和较好的可控性，已经成为超导材料研究的热点之一。
本文主要就铁基超导体的制备和性能研究做一些介绍。
二、铁基超导体的制备铁基超导体的制备一般通过固相反应和溶胶凝胶法两种方法进行。
（一）固相反应法固相反应法是一种传统的制备方法，其主要步骤为将超导材料的各组分按一定的摩尔比混合均匀，在高温下进行固相反应。
固相反应法的优点在于操作简单，但其缺点在于需要高温长时间烧结，并且易产生二相混杂。
目前在固相反应法中常用的方式是熔融燃烧法，该方法在低温下可以快速的制备出高纯度的超导材料。
（二）溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种相对较新的制备方法，其主要步骤为将超导材料的前驱体在适当的溶剂中溶解，经过凝胶化、热处理等一系列步骤后得到超导材料。
溶胶凝胶法的优点在于具有较高的纯度和较好的成形性，但其制备周期较长，操作条件较为苛刻。
三、铁基超导体的性能研究铁基超导体的性能主要从以下三个方面进行研究：超导性能、结构性质和材料特性。
（一）超导性能超导性能是铁基超导体研究的核心，关键参数是材料的临界温度（Tc）和带隙（Δ）。
随着研究的深入，越来越多的材料其临界温度已经达到室温附近。
同时，在超导材料的研究中，超导的电流密度和承载能力也是研究的重点之一。
（二）结构性质铁基超导体的结构性质包括原子间距、晶格对称性、结构相变等，这些性质对于超导行为的影响非常大。
目前，铁基超导体的晶体结构主要为FeAs层和碱金属层交替排列的复合结构。
此外，铁基超导体的结构性质还可以通过X射线衍射等结构表征技术进行研究。
（三）材料特性铁基超导材料的特性包括电学、磁学、光学等方面。
其中，磁学的研究情况比较多，主要研究铁基超导材料的磁滞回线、磁致伸缩等性质。
超导体材料中的铁基超导机制研究
超导体材料中的铁基超导机制研究超导体是一种在低温下表现出零电阻和完全排斥磁场的材料。
自从高温超导体的发现以来，科学家们一直在探索不同的材料和机制，以了解超导的起因和原理。
在目前的超导体中，铁基超导体是一个备受关注的领域。
本文将详细讨论铁基超导体材料中的超导机制研究进展。
一、铁基超导的发现与研究历程铁基超导体是在2008年首次被报道的。
研究人员发现，含铁的化合物LaOFeAs在低温下表现出了超导的特性。
这一发现引起了科学界的广泛兴趣，并开启了对铁基超导机制的研究。
二、铁基超导的基本特性铁基超导体具有多种特殊的性质。
首先，它们需要在较低的温度下才能显示超导行为，这与高温超导体有所不同。
其次，铁基超导体的超导转变温度随电子掺杂的变化而变化，这为调控超导性能提供了途径。
此外，铁基超导体还表现出较大的磁各向异性和非线性磁性响应等特点。
三、铁基超导的可能机制目前，科学家们提出了多种关于铁基超导机制的理论。
其中最主要的是基于费米面奇点附近的磁激元交换机制和多铁怀特功能的结构耦合机制。
通过理论模型和计算方法，研究人员成功解释了铁基超导材料的一些实验现象，并对超导转变温度和超导性能进行了预测和优化。
四、铁基超导的材料设计与合成为了实现更高的超导转变温度和更好的超导性能，科学家们积极进行铁基超导材料的设计和合成。
他们通过改变晶体结构、控制元素替代和优化样品制备工艺等方法，不断寻找更适合超导的铁基化合物。
这些努力为进一步理解超导机制和实现超导应用奠定了重要基础。
五、铁基超导的理论模拟和实验验证理论模拟和实验验证是研究超导机制不可或缺的手段。
科学家们利用密度泛函理论、自旋波理论、近似自洽微扰论等方法，模拟和计算铁基超导材料的电子结构、准粒子能谱、自旋波激发等性质。
同时，他们还通过磁性测量、输运性质测试等实验手段，验证超导理论的可行性和有效性。
六、展望与挑战尽管铁基超导材料研究取得了一系列重要进展，但许多问题仍然没有被彻底解决。
铁基超导材料的制备与物性研究方法研究进展
铁基超导材料的制备与物性研究方法研究进展超导材料是指在低温下电阻为零的材料，其在能源传输、磁共振成像和电子器件方面具有重要应用。
铁基超导材料是近年来超导材料研究的一个重要分支，其具有较高的临界温度、较大的超导能隙和较高的临界电流密度等优点。
铁基超导材料的制备方法：1. 固相法：固相法是制备铁基超导材料最常用的方法之一。
这种方法通过将适当比例的金属氧化物预先混合，并在高温下加热反应得到超导材料。
该方法制备工艺简单，成本较低，可以制备出大量样品。
2. 液相法：液相法是铁基超导材料制备的另一种常用方法。
该方法通过将金属氧化物和合适的溶剂混合，并在高温下进行反应，形成超导材料。
液相法在合成过程中可以控制金属离子的浓度和结构，从而实现超导材料的精细调控。
3. 气相法：气相法是制备纳米级铁基超导材料的一种重要方法。
该方法通过将金属有机化合物蒸发在惰性气体中，然后通过高温热解反应将其转化为超导材料。
气相法制备的铁基超导材料具有较高的纯度和晶体质量，但成本较高。
铁基超导材料的物性研究方法：1. 结构表征：结构表征是分析铁基超导材料晶体结构的重要手段。
常用的结构表征方法包括X射线衍射、中子衍射和电子显微镜等。
这些方法可以确定超导材料的晶格参数、晶体结构和晶体缺陷等信息。
2. 磁性测量：铁基超导材料具有非常丰富的磁性行为。
磁性测量可以揭示超导材料的磁性相图、临界温度和超导性质等信息。
常用的磁性测量方法包括超导磁性量子干涉仪、交流磁化率测量和磁滞回线测量等。
3. 电性测量：电性测量是研究铁基超导材料电导性、临界电流密度和超导相转变等的重要手段。
常用的电性测量方法包括四探针电阻测量、交流电阻测量和电子输运测量等。
4. 光谱学：光谱学可以提供有关铁基超导材料能带结构、振动模式和电子结构等的信息。
常用的光谱学方法包括紫外可见光谱、红外光谱和拉曼光谱等。
铁基超导材料的研究进展：近年来，铁基超导材料在材料科学和物理学领域取得了重要进展。
铁基超导体材料的制备及其物理性质研究
铁基超导体材料的制备及其物理性质研究铁基超导体（iron-based superconductors，FeSC）是一类近年来引起强烈关注的超导材料，它们具有高的超导转变温度、复杂的相变现象和丰富的物理性质。
这些特点意味着铁基超导体是理论研究和应用探索的重点材料之一。
本文将简要介绍铁基超导体的制备方法和物理性质研究进展。
1.铁基超导体材料的制备铁基超导体最早由日本学者发现于2008年。
它们与之前发现的高温超导材料不同，前者主要由Fe、As、F、P等元素组成，而后者则以CuO2平面为其特征结构。
铁基超导体的制备方法和热力学性质研究是一个前沿的课题。
1.1 液相法液相法是铁基超导体制备的主要方法之一。
其通过相变温度、元素比例、反应时间等条件来控制产物的组成和结构。
常见的液相法反应体系包括真空封管法、水热法、溶胶-凝胶法等。
水热法是最为常见的制备方法之一，它利用了水的特性，即水在高温、高压下有较强的溶解力和扩散能力。
为了实现水热制备，通常需要将混合物煮沸，然后将样品置于高温高压锅中进行长时间陈化。
1.2 真空气氛法真空气氛法是铁基超导体制备的其他一种方法。
它利用真空或惰性气体的低气压环境下进行高温反应。
此方法可以避免前一种方法中非铁基杂质的杂化，因为真空环境可以减少外来元素的引入。
2.铁基超导体物理性质研究进展自从铁基超导体被发现以来，许多研究都集中在了它们的物理特点上。
在下面的内容中，我们将着重介绍铁基超导体的结构相变及其机制、磁性、输运性质、强关联电子行为等几个方面的研究进展。
2.1 结构相变及其机制FeSC结构相变是其性能的重要决定因素之一。
据研究，FeSC的晶体结构变化与超导性质紧密相关。
据观察，某些FeSC相极易形成不同晶体结构，因而使得其超导转变温度发生变化。
目前，晶体结构变化的机制仍未完全解释清楚。
假设铁基超导体的高温超导机制与它们的复杂结构相变有关。
一些研究表明，晶体结构变化会增加铁基超导体内的振动调制作用，从而提高超导温度。
铁基超导体研究及其应用前景
铁基超导体研究及其应用前景随着科技的不断发展，人类对于新材料的需求也越来越高。
其中，超导体是一种被广泛研究和应用的材料。
近年来，铁基超导体成为了超导体领域的研究热点之一。
本文将就铁基超导体的研究进展及其应用前景进行探讨。
一、简介超导体是一种具有零电阻和反磁性的材料。
传统超导体主要是指气体超导体和金属超导体。
气体超导体是指将某些气体在极低温度下压缩得非常高，从而使它们的电阻变成零，而金属超导体则是指将某些金属在极低温度下冷却至临界温度以下，从而使其电阻变成零。
铁基超导体是指在某些铁化合物中，加入少量其他元素或通过应用外部压力等方式，使其在斯格明子自旋液与费米面相互作用的背景下形成材料，具有超导性质。
二、研究进展铁基超导体是在2008年被发现的，自此以后受到了广泛的研究关注。
目前已经发现的铁基超导体大约有100多种。
研究表明，铁基超导体在室温下具有相对较高的电导率，并且其超导转变温度可以高达55K。
与传统超导体相比，铁基超导体具有更高的临界磁场和更强的超导电流密度。
在对铁基超导体的研究中，光谱技术、X射线成像技术等被广泛应用。
通过这些技术，研究者们可以深入了解铁基超导体的电子结构、物理性质等，从而为材料设计和应用开发提供更多的数据支持。
三、应用前景铁基超导体具有在室温下超导、超导转变温度高、临界磁场和超导电流密度高等优点，因此在能源、医学、通信、环境等领域具有广泛的应用前景。
1、能源铁基超导体可以被应用于现代电力系统中，例如替代现有的电力输运系统，从而达到更高的功率密度和更高的能量效率。
此外，利用超导体来制造高效的电动汽车电机、磁悬浮列车等产品还具有广泛的市场前景。
2、医学医疗领域中，MRI（核磁共振成像）技术被广泛应用。
铁基超导体可以进一步改善MRI的图像质量和分辨率，并且减少对患者身体的损伤，因此具有广阔的应用前景。
3、通信在通信领域，超导微波器件可以被用于设计高精度无线通信系统。
铁基超导体可以被应用于这些超导微波器件中，从而提高其性能、稳定性和可靠性。
铁基超导材料的合成与性能研究
铁基超导材料的合成与性能研究铁基超导材料是近年来在超导领域中崭露头角的一类新型材料，具有许多吸引人的特性，如高超导转变温度、强磁场适应性和多功能性等。
这些特性使得铁基超导材料成为了研究和应用领域的热点之一。
本文将重点探讨铁基超导材料的合成方法以及其性能的研究进展。
铁基超导材料的合成是实现其应用的关键一步。
目前已经发展出多种合成方法，包括固相反应法、溶胶凝胶法、氧化物法、脉冲激光沉积法等。
其中，固相反应法是最常用的一种方法，该方法通过高温下将各种原料粉末充分混合，并在特定条件下进行烧结得到所需的超导材料。
溶胶凝胶法则是一种化学溶液中的参与成分，在适当的条件下通过溶胶成胶、胶凝胶转化形成晶体颗粒，最后经过热处理得到超导材料。
此外，氧化物法可通过气相沉积、反应熔炼、水热法等途径得到铁基超导材料。
铁基超导材料的性能研究非常重要，可以为其应用提供理论基础和技术支持。
首先，超导转变温度是评价超导材料性能的重要指标之一。
铁基超导材料的超导转变温度通常高于常规超导材料，但相比于其他高温超导材料，仍然相对较低。
因此，研究人员致力于提高铁基超导材料的超导转变温度，以提高其应用价值。
其次，超导体的电学性质是了解其性能的重要参数之一。
铁基超导材料具有低电阻、零电阻和强磁场适应性等特点，这使得其在电力输配、磁共振成像等领域有广泛的应用。
此外，超导材料的电输运性质和磁输运性质也是研究的重点。
通过研究电输运性质，可以深入了解超导机制和电输运行为的规律；而磁输运性质研究则可以为超导材料在强磁场条件下的应用提供依据。
除了电学性质外，热学性质也是研究铁基超导材料性能的重要方面。
热学性质研究包括热电效应、热扩散等参数的测量。
对于热电效应的研究，可以了解超导材料对电磁辐射的响应；而热扩散性质的研究则可以深入了解超导材料的热传输机制，为其在热能转换等领域的应用提供支持。
此外，研究铁基超导材料的显微结构和晶体结构也是性能研究的重点之一。
通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等手段，可以观察和分析超导材料的微观形貌、晶体结构和晶体缺陷等，从而深入了解其组分分布和相场结构等性能信息。
铁基高温超导体研究进展
图 1 SmFeAs (O , F) 的结构示意图 ,它具有 ZrCuSiAs 的四方结构 , 图中的黑色虚线代表一个原胞 (图引自文献[ 5 ])
在 ZrCuSiA s (1111) 型结构的铁基超导体被发 现后不久 , ThCr2 Si2 型铁基超导体也被发现具有超 导电性 ,其最高超导温度可达到 38 K[11] . 我们组在 国际上较早地开展了对 122 结构铁基超导体的研 究 ,成功地合成了 ThCr2 Si2 型结构的 Ba1 - x M x Fe2 A s2 ( M = La 和 K) 样品 ,并系统地研究了其热电势 ( T EP) 和霍尔系数 ( RH ) [12 ] . Ba Fe2 A s2 母体的电阻 率在 140 K 附 近 存 在 一 个 异 常 , 这 与 L nO FeA s (1111) 体系母体行为很类似. 通过 La 部分替换 Ba , 可以使这个电阻异常行为向低温漂移 ,但是在低温 并没有出现超导电性. Ba Fe2 A s2 和 L a 掺杂 Ba Fe2 A s2 样品的霍尔系数 ( RH ) 及热电势 ( T EP) 都为负 值 ,这表明它们都是 n 型载流子 ,而 Ba1 - x Kx Fe2 A s2 样品的霍尔系数 ( RH ) 及热电势 ( T EP) 为正值 ,这表 明其是 p 型载流子 ,这与电子型载流子的 L nO1 - x Fx FeA s 体系是不一样的. 结果明确表明 ,p 型载流子 掺杂在 122 结构中也同样可以实现超导电性. 2. 1. 3 1111 结构中氧缺陷导致的超导电性
这里将主要介绍我们组在铁基超导体方面的最 新研究进展 ,文章分为三个部分 :第一部分介绍新型 高温超导材料探索及物性研究 ;第二部分介绍铁基 超导体的单晶制备以及物性研究 ;第三部分介绍铁 基超导体的电子相图以及超导和自旋密度波共存的 研究进展. 最后 ,在已完成的工作基础上提出了一些 今后的研究方向和发展前景.
铁基超导材料的晶体结构与电性研究
铁基超导材料的晶体结构与电性研究超导材料是一类具有零电阻和完全抗磁性的特殊材料，其在电子学、能源和交通领域具有广泛的应用前景。
在过去的几十年里，人们一直致力于研究发现高温超导材料，以便将超导材料的工作温度提高到液氮温度及以上。
铁基超导体的发现引起了科学界的广泛关注，因为它们能够在相对较高的温度下表现出超导特性，这为实现高温超导提供了新的可能性。
铁基超导体的晶体结构与电性质是进行相关研究的重要方向之一。
在铁基超导体中，晶格中的铁原子是主要的元素，其与其他元素之间的相互作用决定了材料的电学性质。
因此，了解铁基超导体的晶体结构对于理解它们的电性质至关重要。
研究人员通过使用X射线衍射、中子衍射和电子显微镜等技术手段来研究铁基超导体的晶体结构。
通过这些手段，他们可以确定铁基超导体晶体的原子排列方式以及晶格参数等重要信息。
根据研究结果，铁基超导体的晶体结构可以分为两类：一类是具有单层铁气层的结构，另一类是具有双层铁气层的结构。
这两类结构中的铁原子排列方式不同，对应着不同的电性质。
在铁基超导体的研究中，人们还发现晶格畸变可以影响其电性质。
一些研究表明，通过在铁基超导体的晶格中引入不同的杂质或应变，可以改变晶格的形态，从而改变超导电性。
这为优化铁基超导体的超导性能提供了一种新的途径。
除了晶体结构，铁基超导体的电性质也是研究的重点。
超导材料的电性质主要包括其临界温度、电阻和电流密度等。
铁基超导体的临界温度可以通过改变化学成分或应变等手段进行调控。
这些改变会影响超导电性质的大小和稳定性。
此外，研究人员还发现在铁基超导体中施加外部磁场时，其电性质也会发生变化。
这种磁场效应可能与材料中的磁性相关，因为铁基超导体的晶格结构中包含有磁性离子。
总结一下，铁基超导材料的晶体结构与电性研究是当前超导材料领域的热点之一。
通过深入研究铁基超导体的晶体结构、晶格畸变以及电性质，我们可以更好地理解这些材料的超导机制，为高温超导的实现提供理论指导和技术基础。
铁基超导体简介及研究
2014—2015学年第二学期《前沿物理学世界名题欣赏》考查论文
专业班级
姓名
学号
出题教师
开课系室理学院基础物理系
铁基超导体中的化学掺杂研究
李彦博1309070221
中国石油大学华东理学院化学1302班
摘要目前已经发现的绝大部分铁基超导体都是通过化学掺杂而得到的。
铁基超导体的母体通过适当的元素替代可以在FeAs层产生额外的电子、空穴、巡游
性或化学压力,从而有效地抑制SDW序,实现超导电性。
关键字铁基超导体化学掺杂电子态相图
一、引言
铁基超导体是指化合物中含有铁，在低温时具有超导现象，且铁扮演形成超导的主体的材料。
2006年日本东京工业大学Hideo Hosono教授的团队发现第一个以铁为超导主体的化合物LaFeOP ，打破以往普遍认定铁元素不利形成超导迷思。
超导研究在将近一个世纪的发展历程中，长盛不衰。
新型超导材料的不断涌现是促进超导研究蓬勃发展的原动力。
目前，有关铁基超导体的研究论文已逾千篇。
超导研究有过去的铜氧化物高温超导体的“青铜时代”逐步过渡到铁基高温超导体的“铁器时代”。
值得自豪的是，我国科学家在铁基超导体的研究热潮中取得了一系列令国际同行刮目相看的研究成果。
这里说的化学掺杂不仅是实现超导电性的方法，它作为一种“探针”也是探明超导机理的重要手段。
作为一个化学专业的学生，以下就是我对铁基超导体中化学掺杂效应的了解和简单的总结。
铁基超导体的研究进展综述_2
超导态的ARPES实 验结果
(Ba0.6K4)Fe2As 超导能隙三维图
两个超导能隙被观察到，较大的一个 超导能 隙12meV 左右， 位于较 小的类 似空穴 和类似 电子的 费米面 上，另 外一个 较小的 能隙则 位于较 大的类 似空穴 的费米 面上， 大小6m eV左右 。这两 个超导 能隙都 是各向 同性的 ，没有 节 点。Ding等人认为，配对机制源于两 个嵌套 费米面 片的带 间相互 作用。
铁基超导体的电传输性质
系列(Ba1-xK)Fe2As样品的电阻温度 依赖关系
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上临界场Hc2
(Ba1-xK)Fe2As单晶的上 临界场 跟其它准二维超导体(如有机超导体和 铜氧化 物高温 超导体 )的情 形完全 不同， 这些准 二维超 导体的 临界场H c2有着 非常强 的各向 异性， 面内Hc 2远远 大于面 外Hc2。 (BaK)Fe2As上临界场几乎各向同性的 行为表 明其费 米面可 能是准 三维的 。
依赖关系
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“1111”体系超导体
RFeAs(O1-x)给出的最大Tc以及对应 于最大Tc的F的
第8页/共17页
“122”体系超导体
第二个铁基超 体类型具导有ThCr2Si2型 晶体结构，简称122 型。 实际上，第一个发现的重 费米子超导体CeCu2Si2就 是这种结构。在空穴掺杂下， 如子位二部价分的的A被(B单a,价的Ca)B(离K,
与晶格（或声子）的耦合可导致原本互相排斥的电子之间出现有效的吸引力，自旋和动量相 个电反子的通两过声子作为媒介形成一个束缚态，即所谓 “库珀对”，而“库珀对”能不受散射，顺 利过地 晶通 格。
第4页/共17页
铁基超导体的出现
铁基超导材料的微观结构与超导性能研究
铁基超导材料的微观结构与超导性能研究超导材料是一种在低温下具有零电阻和完全磁场排斥能力的特殊材料。
近年来，研究人员对于铁基超导材料的微观结构与超导性能进行了广泛探索与研究。
这些材料具有丰富的电子行为，并且在低温下展现出令人惊叹的超导性能。
本文将以铁基超导材料为主题，探讨其微观结构和超导性能的研究进展。
一、铁基超导材料的发现和发展铁基超导材料是指由铁基层和超导层堆叠而成的晶体结构。
这类材料于2008年被首次发现，并获得Nobel Prize in Physics的提名。
铁基超导材料的发现引起了广泛关注，并给超导材料研究领域带来了新的突破。
二、铁基超导材料的晶体结构铁基超导材料的晶体结构通常由Fe和Se或Te构成。
其中，Fe层是超导层，Se或Te层是非超导层。
这种涂层结构使铁基超导材料具备了特殊的电子行为。
研究人员通过X射线衍射、中子散射等技术手段，解析了铁基超导材料的晶体结构，并发现了一些特殊的晶体缺陷和界面相互作用。
这些结构特征对于理解超导性能的起源以及超导相变的机制非常重要。
三、铁基超导材料的电子行为铁基超导材料具有复杂的电子行为。
通过角分辨光电子能谱等技术，研究人员发现，铁基超导材料的电子结构中存在着复杂的带结构和费米面拓扑性质。
这些特征对于超导性能的形成和展现起到至关重要的作用。
此外，研究人员还发现，在铁基超导材料中存在着铁磁性和自旋波等特殊的自旋行为。
这些特性为深入理解铁基超导机制提供了线索。
四、铁基超导材料的超导性能铁基超导材料的超导性能表现出许多独特的特性。
首先，该类材料的超导转变温度通常较高，可以达到甚至超过液氮温度。
其次，铁基超导材料在强磁场下仍然保持着良好的超导性能。
这些特点使得铁基超导材料具有巨大的应用潜力，尤其在能源传输和储存领域具有重要意义。
五、铁基超导材料的应用前景铁基超导材料的研究不仅对于科学界有着重要的意义，也对应用领域具有潜在的重大影响。
目前，已经有学者开始研究铁基超导材料在能源传输和储存、电子器件和计算机处理器等领域的应用。
铁基超导材料的结构及其性能研究
铁基超导材料的结构及其性能研究随着科学技术的不断进步，高温超导材料的研究与应用逐渐成为研究者们关注的热点领域。
其中，铁基超导材料因其具有较高的超导转变温度、良好的电子传输和磁学性质等优良特点，成为了当前的研究热点之一。
本文将从铁基超导材料的结构特点和性能研究入手，探讨铁基超导材料的研究现状以及发展趋势。
一、结构特点铁基超导材料的结构特点关系到其超导性能和应用。
研究发现，铁基超导材料的原理与绿藻素晶体有很大的相似之处。
正如绿藻素晶体中的铜氧层构成了超导电子系统的中心部分一样，铁基超导材料中的铁基层也构成了其中心部分，对其超导特性产生了重要的影响。
铁基超导材料以FeAs为主要结构单元，之后加入其他金属元素，形成复合结构。
目前已经发现了多种铁基超导材料，包括Fe-As、Fe-Se等多种类型。
其中，最具有代表性的是LaOFeAs和BaFe2As2。
LaOFeAs的结构特点为：其中的铁原子形成了层状结构，每两层铁原子之间夹杂着一层LaO层。
而BaFe2As2的结构特点则为：每个铁原子周围分别有四个As原子。
这些结构特点关系到铁基超导材料的电子传输特性和超导转变温度，因此研究其结构特点对于进一步探索铁基超导材料的性能具有指导意义。
二、性能研究铁基超导材料的性能研究一直是科学家们的研究重点。
其中，超导转变温度是评价超导材料性能的一个指标。
近年来，研究人员通过对不同铁基超导材料的研究，发现它们的超导转变温度受到多种因素的影响，包括晶体结构、化学元素组成和掺杂度等。
晶体结构：铁基超导材料的晶体结构种类繁多，因此其超导性能也有所不同。
例如，FeSe晶体的超导转变温度约为8K，而BaFe2As2的超导转变温度约为38K。
化学元素组成：另外，铁基超导材料中所添加的化学元素也会影响其超导性能。
例如，通过对BaFe2As2的掺杂（如Ni、Co、Sr等）可以提高其超导转变温度。
掺杂度：铁基超导材料的超导性能还受到掺杂度的影响。
铁基超导材料的制备及其性能研究
铁基超导材料的制备及其性能研究铁基超导材料是指由铁原子和其他元素组成的超导材料。
铁基超导材料在超导领域具有重要的应用前景，已成为当前超导材料研究的热点之一。
本文将探讨铁基超导材料的制备及其性能研究现状。
一、铁基超导材料的制备铁基超导材料的制备主要涉及化学合成法和固态反应法两种方法。
化学合成法通常采用溶液加热法、水热法、微波法等制备方法；固态反应法主要有高温煅烧法、物理混合法等制备方法。
其中，溶液法是制备铁基超导材料的一种常用方法。
溶液法制备铁基超导材料主要依靠化学反应来实现。
通常会选用铁源、氧源和碱基作为化学反应的原料，并在特定条件下进行混合反应，合成出铁基超导材料。
另外，物理混合法也是制备铁基超导材料的一种有效方法。
物理混合法主要是将铁基超导材料的各种原料进行机械混合，并进行煅烧和退火等特殊处理过程，最终合成出铁基超导材料。
以上两种制备方法各有利弊，一般会根据不同的实际需求来选择制备方法。
二、铁基超导材料的性能研究铁基超导材料具有很好的超导性能和物理性能，是未来超导电器、超导传输、超导计算等领域的主要材料之一。
铁基超导材料的性能主要表现在以下几个方面：1、高温超导特性。
铁基超导材料在较高温度下表现出较强的超导性能，这种高温超导能力是铁基超导材料广泛应用的前提。
2、低能损耗特性。
铁基超导材料通过特定制备工艺，可以获得良好的低能损耗特性，使其在工业领域和能量存储领域的应用具有广泛前景。
3、强磁场稳定性。
铁基超导材料在强磁场环境下表现出很好的稳定性，可以应用于超导电机、磁共振成像等领域。
4、抗辐照性。
铁基超导材料的抗辐照性能比传统超导材料更好，是在核能等领域的重要应用领域。
综上所述，铁基超导材料的性能研究是该领域的热点研究之一。
各国科研机构和实验室都在不断探索铁基超导材料的制备和性能研究。
许多新型的铁基超导材料不断涌现，为铁基超导材料的应用开拓了更加广阔的空间。
三、结论随着超导材料研究和应用的不断深入，铁基超导材料的制备和性能研究将成为未来研究的重要之一。
铁基超导体的电子结构分析
铁基超导体的电子结构分析超导现象是指某些材料在特定条件下（如低温）电阻突然消失。
铁基超导体是一类非常有前途的超导材料，在它们的发现中，研究人员对其电子结构的研究起了极为重要的作用。
本文将探讨铁基超导体的电子结构特点以及该领域的研究现状。
1. 铁基超导体的电子结构特点铁基超导体是指铁、砷等元素构成的化合物，在低温下呈现出超导现象。
铁基超导体中存在一个四元环芳香体系由一个Fe2As2片层组成，同时与该片层相连的还有其他元素如绝缘层氧化物BaO或SrO。
在铁基超导体的四元环中，两个As原子连接两个与之相邻的Fe原子，因为小范围的As-Fe-As键角是直角，这使得电子的波函数在As、Fe、As间“膨胀”，从而导致了Fe原子的3d轨道与As原子的4p轨道之间的轨道杂化（hybridization），这种轨道杂化是造成铁基超导体重要电子性质的重要因素。
在研究铁基超导体的电子结构时，通常采用中性粒子近似（NPA）或GW方法，其中中性粒子近似是将屏蔽相互作用去掉，在自能函数的二次项近似下计算电子结构。
GW方法是利用Green函数和紫外发散，将电子自能函数展开。
这些方法已被广泛应用于研究铁基超导体的电子结构特征，在研究过程中发现，铁基超导体主要存在以下两种电子性质：（1）Fe原子的电子结构特征在铁基超导体中，Fe原子的3d轨道是非常重要的。
在NPA方法下，Fe原子的3d电子数和自旋依据不同的铁基超导体而有所不同。
但不论是什么样的铁基超导体，Fe原子的3d轨道与As原子的4p轨道之间一定存在着显著的杂化。
（2）费米面的特征费米面是指具有相同能量的所有电子的集合，是研究材料电子性质的重要关注对象。
在铁基超导体中，费米面的形状是非常重要的电子性质并且与其超导性能密切相关。
由于Fe原子的3d轨道杂化成As原子的4p轨道，导致在费米面的区域中会“凸起”一块由As原子的4p轨道所构成的区域，这被称为“鼓包”（dome）结构。
铁基超导体薄膜研究
铁基超导体薄膜研究
铁基超导体薄膜研究
一、研究背景
铁基超导体是一种新型高温超导材料，具有较高的超导转变温度和良好的超导性能，因此在超导领域具有广泛的应用前景。
然而，其应用受到薄膜生长制备和材料性能等因素的限制。
因此，通过对铁基超导体薄膜的研究，可以为超导材料的应用提供更加可靠和有效的技术支持。
二、研究内容
1. 薄膜生长制备技术研究
当前，铁基超导体薄膜的生长制备技术主要有物理气相沉积、化学气相沉积、分子束外延和化学液相沉积等方法。
需要对不同生长方法的工艺优化和实验条件进行控制，以获得较高质量的薄膜。
2. 薄膜的结构和形貌分析
通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜等方法对铁基超导体薄膜的结构和形貌进行研究，揭示其物理化学性质和电学性质，为后续应用研究提供基础数据。
3. 超导性能测量和分析
采用四探针法、SQUID磁测量和电输运等方法对铁基超导体薄膜的超导性质进行研究和分析，在不同条件下实现超导特性的优化。
4. 薄膜应用研究
基于薄膜的性质和特点，结合实际需求，开展铁基超导体薄膜的应用研究，包括应用于传感技术、能源传输和储存等方面。
三、研究意义
1. 深入理解铁基超导体材料的物理和化学性质。
2. 提高铁基超导体薄膜的质量和制备效率，推进其在应用领域的研究和发展。
3. 推动我国超导科技领域的发展，提升我国在超导研究领域的国际竞争力。
122型铁基超导线带材实用化研究进展
122型铁基超导线带材实用化研究进展徐光显;黄河;张现平;黄尚宇;马衍伟【摘要】在种类众多的新型铁基超导材料中,122型铁基超导体具有高转变温度、超高上临界场、低各向异性、高临界电流密度等优点,因此成为高场应用领域最具竞争力的铁基超导材料.目前122型铁基超导线带材在4.2 K,10 T下的传输临界电流密度已经超过105 A/cm2这一实用化门槛值,表现出十分广阔的应用前景.本文回顾了新型铁基超导体的发现及发展历程,结合122型铁基超导体的自身特点,就如何制备高性能122型铁基超导线带材展开讨论,同时对粉末装管法制备流程中影响线带材性能的几大关键因素进行了详细分析.重点介绍了近年来122型铁基超导线带材的实用化研究进展,包括高强度线带材的制备、圆线的研制、多芯线材及长线的制备、超导接头的研究、力学性能及各向异性的研究等.对122型铁基超导线带材实用化研究进行了总结,并对其未来的发展趋势进行了展望.【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2018(067)020【总页数】11页(P88-98)【关键词】122型铁基超导体;线带材;粉末装管法;实用化【作者】徐光显;黄河;张现平;黄尚宇;马衍伟【作者单位】中国科学院电工研究所,应用超导重点实验室,北京 100190;武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070;中国科学院电工研究所,应用超导重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院电工研究所,应用超导重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,北京 100049;武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070;中国科学院电工研究所,应用超导重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,北京 100049【正文语种】中文1 引言1986年4月,瑞士IBM实验室的Bednorz和Müller首次发现了铜氧化合物超导体[1],由此掀起了一场高温超导体研究热潮.22年之后,2008年2月,日本东京工业大学的Kamihara等[2]发现了一种新型化合物超导体——临界转变温度(Tc)为26 K的铁基超导体LaFeAsO1−xFx,新型铁基超导体的发现再次激发起超导界科研工作者强烈的研究兴趣.2008年3月初,中国科学院物理研究所王楠林研究组[3]尝试采用Fe2O3作为提供氧元素的原材料,同样成功合成了LaFeAsO0.9F0.1−δ多晶样品.随后,中国科学技术大学陈仙辉研究组[4]发现将LaFeAsO1−xFx中的La元素替换成Sm 元素得到SmFeAsO1−xFx超导体,其临界转变温度从之前的26 K提高至43 K.同年4月,中国科学院物理研究所任治安等[5]又利用高压合成技术将含有氧空位的SmFeAsO1−xFx超导体的临界转变温度提高至55 K.除了临界转变温度被不断提高,多种新型结构的铁基超导体也陆续被发现.2008年6月,德国的研究团队将三元铁砷化合物母材BaFe2As2晶体中的Ba+部分替换成K+[6],得到的Ba1−xKxFe2As2(Ba-122)同样具有超导电性,并且当x=0.4时,Ba0.6K0.4Fe2As2超导体的临界转变温度达38 K.2008年7月,中国台湾的Hsu等[7]首次报道在8 K的温度下,FeSe化合物出现了超导电性.随后美国杜兰大学Fang等[8]将Te引入FeSe,得到的FeSe0.5Te0.5具有15.2 K的临界转变温度.2008年9月,中国科学院物理研究所的靳常青研究组[9]发现Li+结合到FeAs导电层中形成LiFeAs晶体,该铁基化合物在18 K的温度下表现出超导电性.2010年10月,中国科学院物理研究所陈小龙研究组[10]通过将K原子插入FeSe层,得到了与BaFe2As2结构相同的KxFe2Se2超导体,其在常压下的临界转变温度超过30 K.据不完全统计,目前被发现的铁基超导体种类已达上百种.随着新型铁基超导体研究的不断深入,人们发现与铜氧化合物超导体和其他种类超导体相比,铁基超导体具有明显的内在优势:1)上临界场极高(Hc2>100 T),远高于MgB2和传统低温超导体NbTi与Nb3Sn的上临界场[11,12],意味着铁基超导体可以工作于更高的磁场,应用领域更广;2)各向异性低(1<γH<2),远小于铜氧化合物超导体的各向异性[13](7<γH<20);3)本征磁通钉扎能力强,明显优于铜氧化物高温超导体,其高场下临界电流密度仍能保持较高水平.因此,具备诸多优越特性的新型铁基超导体在强磁场领域有着巨大的应用潜力.超导线带材是新型铁基超导体走向强电应用的基础,目前对于新型铁基超导线带材的研究主要集中于SmFeAsO1−xFx(1111),(Sr/Ba)1−xKxFe2As2(122)和FeSe(11)这三大体系中.表1列出了这三种铁基超导体的基本性能参数,虽然SmFeAsO1−xFx的临界转变温度高达55 K,但该体系组成元素多、成相复杂、合成温度高,并且还需要掺杂易挥发的F元素,这些因素都可能会影响线带材的传输性能.11体系中的FeSe虽然组成元素少、晶体结构简单,但是FeSe超导体的临界转变温度只有8 K,与低温超导体相比实用价值较低.相比前两种铁基超导体,具有较高转变温度、超高上临界场、低各向异性等优势的122型(Sr/Ba)1−xKxFe2As2铁基超导体,成为最具应用前景的新型铁基超导体,发展最为迅速,制备的超导线带材性能也不断提高.在4.2 K和10 T下,122型铁基超导线带材的临界电流密度(Jc)值已超过105A/cm2[14],达到实用化水平.与此同时,百米量级的Sr1−xKxFe2As2(Sr-122)超导长线已经制备成功,意味着122型铁基超导线带材已经具备了规模化生产的能力,逐渐向人们展示出其与传统低温超导体NbTi,Nb3Sn以及MgB2相比在高场应用领域的竞争优势[15,16].表1 三种典型铁基超导体的基本性能参数Table 1.Basic performance parameters of three type iron-based superconductors.超导材料 1111 122 11最高Tc/K 55 38 14 Hc2(0)/T 70—300 80—135 55 γH 4—5 <2.0 1.1—1.9 ab面内相干长度/nm 2.5 3.0 1.5线带材*******/A·cm−24×104>1051032 高性能122型铁基超导线带材的制备新型铁基超导体与铜氧化合物超导体一样,均属于陶瓷材料,其硬度比较高而且脆性较大,难以利用塑性成形技术进行加工,因此,粉末装管法(powder-in-tube,PIT)成为制备铁基超导线带材的首选途径.粉末装管法工艺简单,制造成本低廉,已经广泛应用于Bi-2233和MgB2等商用化超导线带材的制备[16,17].粉末装管法可分为原位法(In-situ)与先位法(Ex-situ).原位法是将原材料按化学计量比装入金属管后对其进行一系列机械加工,制备成超导线带材,之后在最终热处理阶段烧结成超导相.而先位法则是将已配比的原材料进行充分混合磨碎,进行热处理得到所需的超导前驱粉,之后再装入金属管进行机械加工,得到所需线带材.两者之间最明显的区别在于,先位法可以进行多次研磨、烧结工艺,得到成分均匀的前驱粉,而原位法整个过程只有一次混合,成分分布不均匀,导致最终性能不佳.但是,必须指出的是,采用原位法制备Sm-1111线带材也有其自身的优势,即不易引入杂质,对于易烧损的F元素具有保护作用.采用原位法制备的Sm-1111超导线材在4.2 K,自场条件下Jc能够达到1300 A/cm2[18].如图1所示,先位法制备122铁基超导线带材的主要流程为:首先在惰性气体的保护下制备前驱粉,然后将填充好前驱粉的金属管通过旋锻、拉拔和轧制等冷加工工艺将其塑成线材或带材,最后对已成形的线带材进行热处理,促进晶粒连接再结晶.超导线带材的最终性能受到制备过程中每一个环节的影响.图1 粉末装管法制备铁基超导线带材的工艺流程Fig.1.Process for preparing iron-based superconducting wires and tapes by powder-in-tube method.2.1 高质量前驱粉的制备高质量的前驱粉是制备高性能铁基超导线带材的前提,而前驱粉中包含Ba(或者Sr),K等活泼金属,为了避免其与空气发生氧化反应,整个制备过程都必须在充满惰性气体的手套箱中进行.如图2所示,2011年中国科学院电工研究所对Sr-122样品分析发现,虽然制备前驱粉的过程都在充满Ar保护气的氛围中进行,但仍不能阻止活泼金属Sr,K发生氧化和水解反应,晶界中存在许多厚度为10—40 nm的无定形层和富氧杂质[19],严重阻碍超导电流的传输,因此,如何减少氧元素的引入是提升超导相纯度的关键.制备122铁基超导前驱粉通常采用一步固相烧结法[20],即将混合均匀的单质材料进行烧结,得到所需前驱粉.为了减少制备Ba1−xKxFe2As2前驱粉过程中Ba和K的氧化,Dong等[21]提出两步法制备Ba0.6K0.4Fe2As2前驱粉,制备的超导带材临界电流密度Jc达到5.4×104A/cm2(4.2 K,10 T).两步法同一步法的区别在于,两步法先将高纯度的金属Ba,K分别与As按1:1的摩尔比均匀混合,在400—600◦C下反应得到中间产物BaAs和KAs,随后将中间产物BaAs,KAs与铁粉、As粉按照Ba0.6K0.4Fe2As2的名义成分均匀混合,通过烧结得到前驱粉.两步法预先将Ba,K合成中间产物,极大减少了活泼金属与氧接触的机会,降低了生成杂相的可能.通过X射线衍射(XRD)检测分析发现,其前驱粉超导相更纯,杂相更少,不仅如此,灵活的两步法更适于前驱粉的大规模制备,解决了一步固相烧结法难以实现大批量生产的难题,为今后铁基超导长线的实际应用奠定了基础.图2 Sr-122晶体的透射电子显微镜(TEM)图[19](a)连接良好的晶界图;(b)典型的高晶界角图;(c)10 nm厚的无定形层;(d)纳米级杂质微晶Fig.2.TEM image of polycrystalline Sr-122[19]:(a)A well-connected grain boundary;(b)a typical,clean highangle grain boundary;(c)an amorphous layer about 10 nm in thickness;(d)nanometer-scale impurity crystallites.2.2 元素掺杂超导相的元素配比是影响最终超导性能的关键因素.122型铁基超导体中的K,As都具有化学性质活泼、熔点低、高温下易挥发等性质,因此,在制备前驱粉的过程中通常会添加超出配比5%—20%的K或As,以补偿这些活泼元素在烧结过程中的缺失,达到精确元素配比的目的.在合成Ba0.6K0.4+xFe2As2(0 6 x 6 0.1)多晶块材的过程中,Wang等[22]发现K元素的过量添加对临界电流密度有显著的提高作用,当x=0.1时,块材获得的临界电流密度是未添加过量K时(x=0)的3倍,且过量的K对超导体的临界转变温度无不利影响.采用透射电子显微镜(TEM)技术,发现过量K(x=0.1)掺杂的样品中形成了高密度的位错,引入了大量的钉扎中心,因此传输性能得到了大幅度的提高.基于铁基超导体各向异性小,对掺杂不敏感等特性,许多研究学者还发现向122型铁基超导前驱粉中添加一定量的Ag或Pb,可以愈合带材超导芯中的孔洞和裂纹,增强晶粒连接性,进而提高载流能力[23−25].化学掺杂是一种简便高效地提高超导性能的方法,除了向铁基超导体中添加Ag或Pb之外,Gao等[26]发现向Sr-122前驱粉中掺杂一定量的Sn元素之后,制备的带材传输性能有明显的提高,这是由于在高温下低熔点的Sn发生熔化,成为晶粒间良好的助融剂,这不仅能促进晶粒生长,还能够提升晶间耦合作用.在此基础之上,Lin等[27]研究了不同含量的Sn掺杂对于Sr1−xKxFe2As2带材微观结构及传输性能的影响.在未掺杂Sn的样品中没有测得传输电流,而掺Sn样品在自场及高场条件下都得到了较大电流.其中,5 wt.%Sn掺杂样品的传输Jc为8.9×103A/cm2(4.2 K,10 T),该性能在当时已属于较高水平;而10 wt.%Sn掺杂样品的传输性能整体偏低,在4.2 K,10 T下,最高Jc值仅为4.3×103A/cm2,性能不及5 wt.%Sn掺杂样品的一半.借助扫描电子显微镜(SEM),TEM等分析手段,观察到未掺Sn样品中晶粒大多处于孤立状态,并且存在孔洞.另外,较硬的铁包套在冷加工过程中容易使大量的晶粒发生破碎,导致电子耦合差,电流难以通过.而掺Sn样品晶粒连接性良好,尤其是5 wt.%Sn掺杂的样品晶粒分布错落有致,形貌致密,容易获得较大的传输电流,但是10 wt.%Sn掺杂的样品却出现了许多小颗粒和黑色孔洞.能量色散X射线光谱仪(EDX)分析表明,这些黑色区域中K元素含量偏低,超导相成分发生变化,这可能是导致其性能不佳的原因.Lin等[28]随后又系统研究了Zn,In和Pb等低熔点的化学元素掺杂对Sr-122超导带材性能的影响,三种元素的化学掺杂对Sr-122的临界转变温度基本没有影响,并且添加Zn的带材性能提升最大,10 T下Jc可以达到2.7×104A/cm2(4.2 K).Zn元素的掺杂效果与Sn掺杂相似,即提高超导相纯度的同时促进晶粒间的连接.多样化的元素掺杂研究将促进人们对122型铁基超导体性能提高机理的理解.2.3 致密度及晶粒弱连接效应除了获得高质量的前驱粉之外,提高超导芯致密度及缓解晶粒间的弱连接效应也是提高122型铁基超导线带材性能的重要手段.Weiss等[29]与Pyon等[30]分别将热等静压(hot-isostatic-press,HIP)技术运用到Cu-Ag复合包套的Ba-122和Sr-122圆线的制备过程中,经HIP处理后,其超导芯更加致密,裂纹与孔洞大大减少,临界电流密度显著提高.Gao等[31]和Yao等[32]分别采用平辊轧制技术、冷压工艺,在制备Sr-122线带材过程中对带材表面施加一定压力,使超导芯产生利于电流通过的c轴织构.这两种工艺不仅可以增强超导芯的致密度,而且大幅度降低了大角度晶粒的比例,有效改善了晶粒间的弱连接效应,带材载流能力得到明显提高.2014年,中国科学院电工研究所利用热压技术实现了122型铁基超导线带材性能上的重大突破,首次将Jc提高至105A/cm2(4.2 K,10 T)这一实用化门槛值[33].紧接着,该研究组优化了热压工艺[34],在900◦C的条件下制备了Sr-122/Ag超导带材,其Jc提高到1.2×105A/cm2(4.2 K,10 T),在14 T下仍高达105A/cm2.通过前期对热压工艺的研究积累,电工研究所又采用转变温度更高的Ba-122制备出了高致密度、高织构度的超导带材[35]. 如图3所示,在4.2 K,10 T下,带材的临界电流密度达到1.5×105A/cm2(4.2 K,10 T),这是目前国际上关于铁基超导线带材文献报道的最高值.并且当外加磁场强度上升至27 T时,该样品Jc仍能达到5.5×104A/cm2(4.2 K),充分展现出122型铁基超导体在高场领域的应用优势.同轧制技术或冷压工艺相比,热压工艺能够在高温下对带材施加一定的压力,提高超导芯致密度,改善晶粒连接性.不仅如此,在冷加工过程中,轧制变形引入c轴织构的同时也会使超导芯产生许多微裂缝,这些微裂缝会在高温高压下相对灵活地进行结合,进一步提升织构度.可以这样认为,热压工艺提升载流能力的根本原因在于实现了增强致密度与提高织构度的协同调控.如图3中插图所示,电子背散射衍射(EBSD)的结果表明,大部分晶粒取向偏向于(001)方向(即红色),证明了该样品超导芯中有非常强的c 轴织构.此外,大部分晶粒的晶界角主要集中于9◦以下,晶粒弱连接效应得到明显改善,这也是对铁基超导体具有较大临界晶界角这一优异特性的证实.图3 Ba-122热压带材在4.2 K的传输电流密度Jc随磁场的变化[35]Fig.3.Magnetic f i eld dependence of transport critical current density Jcfor the hot-pressed Ba-122 tape at 4.2 K[35].3 122型铁基超导线带材的实用化进展经过众多科研工作者不懈的努力,122型铁基超导线带材的载流能力已经取得了长足发展.如图4所示,铁基超导线带材的临界电流密度已经超过实用化门槛,并仍不断提高.从实用化角度来看,未来铁基超导线带材必须满足以下几点:1)能够大规模、批量化生产,若铁基超导线带材仅选用金属Ag作为包套材料,其成本势必居高不下,规模化应用难以展开,另外,金属Ag的强度、硬度过低,应用领域局限性大;2)实际应用中线带材的长度与整体的传输性能必须实现同步协调,在一定长度下,保证载流性能的稳定.目前,新型铁基超导体的实用化研究正在逐步推进,主要集中于高强度线带材的制备、圆线的研制、多芯线材及长线的制备、超导接头研究、力学性能及各向异性研究等几个方面.到目前为止,科研人员在这几个研究领域均取得了一定的进展和突破,极大促进了铁基超导走向实用化的步伐.图4 122铁基超导线带材在4.2 K下的传输临界电流密度随磁场的变化Fig.4.Magnetic f i eld dependence of critical current density Jcfor the 122 wires and tapes at 4.2 K.3.1 高强度线带材的制备在实际应用过程中,铁基超导线带材包套材料的选择尤为重要,人们对其进行了大量的探索性工作,曾尝试采用金属Fe,Nb和Ta作为线带材包套[36−38],然而这些金属都与超导芯发生反应,生成厚度约60—200µm的反应层,最终未测得任何传输电流.2010年11月,中国科学院电工研究所打破僵局,首次采用金属Ag作为包套材料,制备出了临界电流密度超过1200 A/cm2(4.2 K,10 T)的Sr0.6K0.4Fe2As2/Ag/Fe 超导带材[23],这是国际上首次报道的具有传输电流的铁基超导线带材.如图5所示,选用金属Ag作为包套材料后,在光学显微镜下超导芯与包套之间几乎未产生任何阻碍电流传输的反应层,相容性极好.随后的EDX能谱分析也证实了这一点,超导芯中各成分未产生明显偏差,超导元素也未扩散至Ag包套中,反应层的问题得到彻底解决.图5 Fe/Ag包套的Sr0.6K0.4Fe2As2铁基超导线带材[23](a)线带材横截面;(b)Ag 包套与超导芯界面Fig.5. Sr0.6K0.4Fe2As2/Ag/Fe iron-based superconducting wire and tape[23]:(a)Transverse cross-sections of wire and tape;(b)magnif i ed optical image of the Ag/Sr0.6K0.4Fe2As2interface. 金属Ag是目前公认的最适合制备铁基超导线带材的包套材料,但鉴于实际应用、生产中成本和机械强度等问题,人们必须寻求其他金属作为包套材料或采用复合包套,以期能够减少Ag的使用比例,降低制造成本的同时提高机械强度.从实用化角度来看,导热性好、硬度较高、价格低廉的金属Fe,Cu极具吸引力,但采用Fe或者Cu 作为包套材料制备的超导线带材中也出现了很厚的反应层,严重影响其传输性能.缩短热处理时间,在保证超导相成相的同时,可以尽量避免超导芯与包套发生反应.因此,Wang等[39]利用高温快烧工艺,通过在1100◦C温度下烧结5 min,得到了传输性能较好的Sr-122铁包套超导带材.Lin等[40]则利用热压工艺,在740◦C,20 MPa 压力的环境下低温烧结60 min,成功制备出Jc高达3.5×104A/cm2纯Cu包套的Sr-122带材.铁基超导体与铋系氧化物超导体虽同属脆性陶瓷材料,都可以采用粉末装管法制备超导线带材,但铋系线带材在烧结成相过程中要有氧的透入,因此必须使用Ag或Ag合金作为包套材料,而铁基超导线带材的制备则不受包套材料透氧性要求的限制,Cu或Fe包套的线带材的成功制备也充分证明了这一优点.为了提高超导线带材的机械强度,Togano等[41]尝试选择Ag-Sn合金作为包套材料制备Ba-122带材,发现高强度的Ag-Sn合金包套不仅提高了超导芯的致密度与织构度,同时经轧制后的超导芯显得尤为平整,这意味着高强度的外包套使超导芯变形更加均匀. 为了减少线带材中Ag的使用比例,复合包套线带材的研究发展极为迅速.继成功制备出第一根具有传输电流的Sr0.6K0.4Fe2As2/Ag/Fe超导带材后,中国科学院电工研究所又采用蒙乃尔合金作为加强外包套,制备出高性能的Sr1−xKxFe2As2/Ag/Monel七芯线带材[42],并通过热压工艺将Jc提高至3.6×104A/c m2(4.2 K,10 T).Gao等[43]制备出高强度的不锈钢/Ag复合包套Ba-122带材,轧制后的带材传输性能超过7×104A/cm2(4.2 K,10 T),并在此基础上,采用AgSn合金作为内包套,又制备出不锈钢/AgSn合金复合包套的Ba-122带材[44],经冷压处理后,带材的Jc可达1.4×105A/cm2(4.2 K,10 T).虽然该带材的临界电流密度较高,但带材很厚(约0.95 mm),超导芯与横截面的比例过小,导致样品的工程电流密度过低.3.2 圆线研制与超导带材相比,圆线更适用于制造多股扭绞超导电缆[45],降低导线的电磁耦合效应,提高载流均匀性和稳定性.因此,高性能超导圆线的研制是铁基超导材料走向实用化的必经之路.早在2011年,Togano等[15]利用先位法制备出Ag掺杂Ba-122/Ag圆线,其临界电流密度达到104A/cm2(4.2 K,自场).随后,Weiss等[29]在制备过程中首次采用HIP技术,并结合长时间保温处理工艺,成功制备出Jc超过0.1 MA/cm2(4.2 K,自场)的Cu-Ag包套Ba-122圆线,与之前未进行HIP处理的圆线相比,性能提升近10倍.HIP技术兼有热压和等静压的优点,可以在不改变线材截面几何形状的同时提高超导芯致密度,减少微裂纹,从而明显提高圆线性能.所以,HIP技术在制备超导圆线的过程中不可或缺.近年来,东京大学对122型铁基超导圆线展开了较为系统的研究,未采用HIP技术之前,他们采用孔型轧制方式制备出Jc为104A/cm2(4.2 K,自场)的Ba-122/Ag/Cu圆线,但当磁场上升至10 T时,Jc迅速衰减至500 A/cm2[45].而采用HIP工艺之后,圆线的超导芯致密度得到明显提升,不仅零场下的电流密度提高至3.8×104A/cm2(4.2 K)[30],而且在10 T下,Jc也达到了3000 A/cm2.为了进一步提升圆线的传输性能,该小组继续研究了烧结温度、烧结压力及烧结时间等工艺参数对最终线材性能的影响[46,47],并通过优化各项工艺参数,将Jc提高到2.0×104A/cm2(4.2 K,10 T).近期,该小组在加工过程中采用模具拉拔与孔型轧制相结合的加工工艺,通过拉拔使超导芯引入部分织构,将圆线的Jc进一步提升至3.8×104A/cm2(4.2 K,10 T)[48].如图6所示,Liu等[49]同样利用HIP技术制备出Jc为9.4×103A/cm2(4.2 K,10 T)的Ba-122 Cu-Ag复合包套圆线,并测试了20 K下圆线的传输性能,得到了不错的临界电流密度,这意味着122型铁基超导圆线在液氢温区也具有较好的应用前景. 图6 典型的Cu-Ag复合包套Ba-122圆线[49]Fig.6.A typical Cu/Ag composite sheathed Ba-122 wire[49].3.3 多芯线材及长线的制备在实际应用中,简单的单芯超导线带材并不能直接投入使用,而是必须制备成以金属材料为基础、具有细丝化超导芯的多芯线带材,目的是降低磁通跳跃以及超导-正常态相互转换时热效应对线带材造成的损害.不仅如此,为了确保超导体在生产加工、磁体绕制、降温冷却及电磁环境中不受破坏,其自身还必须具备足够的力学强度.因此,多芯线带材的制备是超导材料迈向实际应用必不可少的一个环节.2013年,中国科学院电工研究所利用先位法制备出Ag包套的单芯圆线后,将7根单芯线材装入Fe外包套形成复合包套多芯线材,经一系列冷加工与后期热处理,率先制备出第一根Fe-Ag复合包套七芯Sr-122带材[50],其Jc在4.2 K,零场下达到2.1×104A/cm2,并在高场下显示出极弱的磁场依赖性.在成功制备7芯线带材之后,该团队进一步增加超导芯数,采用类似的工艺又制备出Jc达8.4×103A/cm2(4.2 K,10 T)的19芯Fe-Ag复合包套的Sr-122线带材[51].在此基础之上,通过将19芯的线材再次装管复合,114芯的Fe-Ag复合Sr-122线带材同样取得了成功,如图7所示.在直径为2.0 mm的114芯圆线中,经过三次装管的线材超导芯仍保持较好完整性,每根超导芯的尺寸不超过50µm,均匀性表现优异.为了进一步提高122多芯线带材的传输性能,该团队将纯Ag包套的7芯与19芯带材进行了热压处理,其性能也得到巨大提升.在4.2 K,10 T下,19芯样品的临界电流密度达到3.5×104A/cm2,7芯样品的Jc更是上升到6.1×104A/cm2.尽管现阶段122型铁基超导线带材的临界电流密度已经超过105A/cm2(4.2 K,10 T),但该数值是在线带材短样中得到的,而只有制备出高性能、高均匀性的长线,才能实现新型铁基超导体走向规模化应用的最终目标.如图8所示,2017年,在成功制备122多芯带材的基础上,电工研究所进一步深入探索铁基超导长线制备工艺,通过对超导长线的结构设计研究和加工技术优化,研制出了长度达115 m的122铁基超导7芯长线[52].经测试,该百米长线的载流能力表现出良好的均匀性和较弱的磁场衰减特性,在4.2 K,10 T下,其临界电流密度超过1.2×104A/cm2.国际首根百米量级铁基超导长线的成功研制,被誉为铁基超导材料从实验室研究走向产业化进程的里程碑,奠定了铁基超导材料在工业、医学、国防等诸多领域的应用基础.最近,在整个。
122型铁基高温超导体的研究进展
122型铁基高温超导体的研究进展
尉乔南
【期刊名称】《南阳理工学院学报》
【年(卷),期】2015(0)2
【摘要】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.
【总页数】5页(P5-8,30)
【作者】尉乔南
【作者单位】南阳理工学院电子与电气工程学院河南南阳473200
【正文语种】中文
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3.科学家破译铁基高温超导体机理 [J], 无;
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铁基超导材料的制备与应用研究
铁基超导材料的制备与应用研究近年来，超导材料研究已经成为了科学界的一个热门领域。
不仅学术界对其进行了广泛探索，工业界也投入了大量的资源进行研究和开发。
其中，铁基超导材料因其良好的超导特性被视为十分有前景的一类材料。
本文将讨论铁基超导材料的制备与应用研究。
一、铁基超导材料的研究概述铁基超导材料是指以铁元素为主要成分的超导材料，相较于传统的高温超导材料，具有更好的超导性能和较低的制备成本。
自2008年首次发现FeSe的超导性质后，铁基超导材料的研究引起了极大的关注，研究者们陆续发现了众多铁基超导材料。
二、铁基超导材料的制备方法1. 固相法固相法是制备铁基超导材料最常用的方法之一。
其中，一种常见的制备方法是采用高温固相反应。
将所需原料混合后在高温下反应，通过热处理使得材料中的铁原子与其他元素形成晶体结构，从而得到铁基超导材料。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的湿法制备铁基超导材料的方法。
该方法主要是采用溶胶凝胶化学反应，先制备出稳定的凝胶体系，再通过烘干、煅烧等处理得到铁基超导材料。
3. 氢气热处理法氢气热处理法是一种比较新的铁基超导材料制备方法。
该方法利用高压氢气可以破坏氧化物晶体中的化学键，重新组合出新的金属-氧化物复合物。
此方法具有简单、易控制的特点，已经得到了广泛的研究。
三、铁基超导材料的应用前景铁基超导材料因其良好的超导性能以及较低的制备成本，具有广泛的应用前景。
在电力传输方面，铁基超导材料可以有效地减少输电过程中的耗损，提高电力传输的效率。
另外，铁基超导材料还可以用于制备磁共振成像设备、磁浮列车等高科技领域。
总之，铁基超导材料是一个十分有前景的材料研究领域，未来的研究将围绕铁基超导材料制备工艺、性能调控以及应用领域等方面展开。
相信在不久的未来，铁基超导材料将在多个领域得到广泛应用。
122型铁基超导线带材的制备与性能提高研究开题报告
122型铁基超导线带材的制备与性能提高研究开题报告一、课题背景及研究意义在能源危机和环境保护的背景下，低碳经济、节能减排已成为国家战略，因此，发展新型能源技术是必须的。
而超导材料作为一种保存电能损耗最少的物质，被广泛地应用于电力输配电、能量制备和储藏等方面。
铁基超导材料因其具备较高的临界温度和较好的物理、化学性能，因此在材料科学与工程领域中引起了广泛关注。
而铁基超导线带材则是铁基超导应用的重要一环，它对于实现超导技术在高电流密度、稳定性和可制备等方面的应用有着重要的作用。
122型铁基超导体系作为目前最为实用的一种铁基超导体系，具有非常广阔的应用前景。
但当前的122型铁基超导线带材尚存在很多问题，如临界电流密度（Jc）、纯度、微观结构等等，影响了其实际应用价值。
因此，如何提高122型铁基超导线带材的制备工艺和性能是当前的研究热点和难点。
本课题旨在通过研究122型铁基超导线带材制备过程中的关键工艺优化与材料性能提高，为实现其产业化生产提供技术支撑，具有十分重要的研究意义。
二、研究内容及方法本课题主要研究内容如下：1. 122型铁基超导线带材制备工艺的优化通过分析目前的制备工艺流程和材料性能等方面的问题，结合现有的相关研究成果，探究与改进122型铁基超导线带材的制备工艺。
具体内容包括：材料成分、烧结温度、热处理工艺等方面的优化探究。
2. 122型铁基超导线带材性能的提高通过优化制备工艺，改善靶材的结晶度和结构等方面的性能，提高制备的122型铁基超导线带材的材料的品质，如Jc和纯度等。
3. 分析122型铁基超导线带材的微观结构和物理性能通过扫描电镜、X射线衍射仪、磁性测量仪等测试手段分析制备出的122型铁基超导线带材的微观结构和物理性能，为其实际应用提供相关支持。
本课题主要研究方法如下：（1）采用热压烧结法制备超导线带材；（2）通过X射线衍射仪等测试手段分析样品的微观结构和物理性质；（3）综合分析结果，发现问题，提出改进方案，实现性能提升。
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题目：122系铁基超导的研究进展姓名：刘洁学号：201405010026系别：物理与电信工程学院专业：物理学年级班级：2014级2班指导教师：张云丽2017年6月11日目录摘要 (2)引言 (2)1. 超导研究的原理及研究历史 (2)1.1超导的理论基础 (2)2. 铁基超导的研究 (3)2.1超导的理论基础 (3)3. 铁基超导的样品制备的方法 (5)3.1自助熔法 (5)3.2Sn助熔法 (5)3.3粉末管套法 (5)3.4一步合成法 (6)4. 122系铁基超导和铜氧基超导的异同 (6)4.1铁基超导和铜氧基超导的异同 (6)5.结束语 (6)参考文献 (7)122系铁基超导的研究进展摘要：超导同时具有抗磁性和零电阻的特殊性质，这使得它具有一系列在强电应用方面的前景。
铁基高温超导是在发现了铜氧基高温超导体之后的又一重要的超导材料。
和铜氧基超导体相比，铁基超导性质更优越，有望在工业上大规模应。
自2008年中科院科研小组研究出锶掺杂镧-氧-铁-砷化合物的超导临界温度为25开尔文(零下248.15℃)后，铁基超导便成了热门研究对象。
研究铁基超导体或许能为研究高温超导开启新思路。
本文旨在探讨铁基超导的研究历史、理论基础以及制备方法等。
关键词：超导；122铁基超导；制备方法引言荷兰物理学家昂尼斯在1991年利用液氮研究低温下金属汞的电阻，当温度低于4.2K[1]时发现金属的电阻值突然降低到无法用仪器测量。
他把这种物理现象叫做超导（超级导电）。
之后，科学家们纷纷效仿这种方法又陆续的发现了多种金属单质及其合金在低温状态下均为超导体（如图1）。
超导同时具有零电阻和抗磁性这两种特殊的性质，在强电应用方面具有非常好的前景。
若能将零电阻的超导材料替代常规的有电阻的金属材料应用于现实生活中，便可以节约在输电过程中由于导线自身所带的的电阻而造成大量的损耗。
利用超导材料，可以组建变压器、储能环、超导发电机、甚至可以发展安全高速的磁悬浮列车等等。
1. 铁基超导研究的研究背景1.1 铁基超导的研究背景1.1. 铁基超导的相关背景铁本身就具有铁磁性，科学家们原本都认为它无缘超导性质，但当铁基化合物被发现具有超导性质时，铁基超导又掀起一股热潮。
结合制备铜氧高温超导的经验，人们又合成了很多铁基超导化合物。
铁基超导性能更优质也更具有应用潜质。
根据晶体结构和母体化合物的组成比，铁基超导材料可以大致分为四个体系：“1111”体系、“111”体系、“11”体系以及“122”体系。
本文主要研究“122”体系，包括AFe2As2（A=Ba，Sr，Ca，Eu，K，Li，Cs）[2-4]。
图1 超导材料的发展年份2. 铁基超导的理论研究2.1 铁基超导的理论基础2.1.1铁基超导的原理及研究历史若想让材料具有超导性质，必须让材料中的电子配对，而配对电子中的两个电子的的自旋方向是相反的，这导致总自旋为零。
但是当铁元素和其他元素形成铁基平面时，就不再具有铁磁性质了。
铁基指的是在Fe2As2面上做出的化合物。
2006年，由日本教授细野秀雄所带领的的团队首次发现了以铁为超导主体的化合物，打破了铁元素不能形成超导体的错误观念。
铁基超导的发现引起了科学家们广泛的关注。
2008年，细野秀雄教授所在的的团队再次发表文章铁基层状材料La[O1-xFx]FeAs(x = 0.05 – 0.12)在绝对温度26开尔文时具有了超导性[5]。
2008年3月28日，由中国科学院物理研究所赵忠贤所领导物理研究小组报告称，氟掺杂镨-氧-铁-砷化合物的高温超导临界温度可达52开尔文(零下221.15℃)。
4月13日，该科研小组又有了新的发现：如果使氟掺杂钐-氧-铁-砷化合物在压力环境下产生作用，这个化合物的超导临界温度便可提升到55开尔文[6](零下218.15℃)。
另外，由中科院物理研究所闻海虎领导下的科研小组报告称，锶掺杂镧-氧-铁-砷化合物的超导临界温度为25开尔文(零下248.15℃)。
麦克米兰曾经预言，传统超导的临界温度最高只能达到39开尔文.但是中国物理学家却多次突破“麦克米兰极限”：中科大物理系教授陈仙辉所在的科研小组发现了转变温度高达54开尔文的超导体，王楠林物理科研组也相继报道了41开尔文的超导化合物。
中国物理学家为铁基超导材料的研究做出了巨大贡献。
2.1.2 122相系铁基超导的研究历史122相系是第二个被发现的铁基超导体系。
铁基超导的研究进展非常迅速。
2008年6月11日，由美国的艾姆斯实验室Canfield教授所领导的研究小组表明，他们用Sn作助熔剂来生长BaFe2As2（如图2）母体和K元素掺杂的超导单晶样品，并研究了母体和样品的运输特性和热力学各向异性[7]。
6月15，陈仙辉所在的科研小组用同样的方法，改用FeAs来作为助溶剂去避免Sn作为助溶剂时由于进入晶格而导致的性质变化，同时也研究了单晶的各向异性[8]。
图2 BaFe2As2体结构示意图紧接着王楠林科研小组报道了分别用以上两种助溶剂生长出的两种大尺寸晶体SrFe2As2、BaFe2As2和掺杂K的超导晶体，除了做以上各种性质研究外，还进行了光学分析，并有了新的发现，这种方法降低了散射率和载流子损失的数目。
七月初，美国州立大学Torikachvili和爱荷华州立大学Canfiled报道称，在2.3~8.6 kbar压力范围内CaFe2As2[9]就会出现超导性质的转变，在5 kbar的压力下会出现最大的转换温度，大约12开尔文[10]。
这是首次发现加压也会导致超导性质。
7月11日英国剑桥大学教授Lonzarich所领导的研究小组报道了未经掺杂的SrFe2As2、和BaFe2As2在高压下具有超导电性，而在常压下这两种母体材料并不具备超导电性。
11月份，许祝安小组发现用固相反应法生成的多晶样品EuFe2As1.8P0.2在温度为18开尔文时将会呈现铁磁序，在24开尔文时将会发生超导转变。
这次实验表明化学压力可以帮助铁砷化合物体系的超导电性[11]。
和20年前独占一壁江山的铜氧化合物超导体相比铁基超导体在各方面上已经有了很大的进步，但很多科学家认为铁基超导材料还可以有很大的上升空间，尤其是该体系的最高转变温度，毕竟，研究超导的物理学家们的终极目标是——室温超导体。
3. 铁基超导的样品制备的方法3.1自助熔法将FeAs（制作铁基超导样品其中的一种原料）作为助溶剂获取单晶的方法叫做自助熔法。
首先，要按照1:1的比例将Fe粉和As粒子进行混合掺杂，然后在密封的石英晶管中进行密封烧结。
持续加热到500℃（240分钟以内完成），以此高温保持360分钟，再接着加热到750℃（300分钟内完成）保持720分钟，自然冷却。
为了提高FeAs的纯度可按照上述方法再次烧结。
接着，再按照1:4的比例将混合好的A/Re和FeAs/Mas放入氧化铝坩埚内，再密封在高真空石英管内，管内充入30%的气体Ar 。
最后，将上述石英管放入高温炉里进行缓慢加热。
保持高温在1100℃以上让化学物质充分反应。
然后再降温，把助溶剂与单晶物质分离出来。
3.2Sn助熔法将Sn作为助溶剂获取单晶的方法叫做Sn助熔法。
第一步是将A/Re、FeAs/Mas以及As按照1:20-48的比例混合好。
放入氧化铝坩埚内紧接着密封在真空石英管内，再充入少量Ar 。
第二步，将石英管放入高温炉里进行缓慢加热。
加热到850℃到1150℃以上。
保持一段时间后冷却。
第三步，通过机械分离法分离晶体与助溶剂。
3.3粉末套管法铁基超导材料的综合性能良好，但并不是能直接应用于实际。
它的塑性加工困难，最好是借鉴制备高温超导线代材时的粉末套管法(PPT法)[12]。
PPT法又可分为原位法和先位法[13]。
原位法是在金属管中充入惰性气体（如Ar），在管内将已经按照化学计量比配好的粉末混合均匀。
再利用冷加工工序（旋煅、拉拔和轧制）把金属管做成线材。
最后进行热处理（在保护气体下进行）。
先位法是将事先烧结好的块材粉碎后再按照原位法的顺序进行。
3.4 一步合成法先把Fe粉、K粒、Ba粒子和As粒子按比例混合，再研磨6个小时。
然后将混合物放入坩埚后，再将坩埚密封在铁管里进行加热。
最后保持高温在1180℃。
一段时间后，先冷却到1050℃再自然冷却。
4. 122系铁基超导和铜氧基超导体的异同4.1铁基超导和铜氧基超导的异同铁基超导和铜氧基超导两者晶体结构相似（如图3和图4），均为层状结构，费米面也都是两层。
第一个区别在于铁基超导的FeAs层并不像CuO2层一样是一个平整的面，而是一个夹层结构，这样的粒子排布导致内部最近邻原子的相互作用力不同。
第二个区别在于铁基超导体的母体是有磁性的，这就导致载流子的掺杂浓度不是导致超导现象发生的主要因素。
第三个区别在于铁基超导中的原子之间的库仑作用比铜氧化合物超导体的要弱很多。
图2 铁基超导晶体结构图4 铜氧基超导晶体结构5.结束语目前，122系铁基超导仍处于研究阶段，新的发现层出不穷，关于此方面的研究也将会展现其巨大的应用空间。
在凝聚态物理方面中国的科学家们也将把握住这一机遇，更创辉煌！参考文献[1] H.K. Onnes, Leiden Comm. 122b (1991) 122c.[1] ]Rotter M,Tegel M,Joherndt D.Superconductivity at 38 K in the iron arsenide(Ba1-x K x) Fe2As2[J].New J Phys,2008,10(12):123003[3]Qi Y P,Gao Z S,Wang L,et al. Superconductivity at 3q4.7 K in the ironarsenideEu0.7Na0.3 Fe2As2[J].New J Phys,2008,10(12):123003[4]Sasmal K,Lv B,Lorenze B, ,et al. Superconducting Fe-based compounds (A1-x Sr x)Fe2As2 with A=K and Cs with transition temperatures up to 37 K [J]. Phys Rev Lett,2008,101(10):107007[5] Kamihara Y,Watanabe T, Hirano M, et al. Iron-based layered supconductorLa[O1-x Fx]FeAs (x=0.05-0.12) with Tc=26K[J]. J Am Chen Soc,2008,130(11):3296[6]Ron Z A,Lu W,Yang J, et al.Superconducivity at 55 K in iron- based Fdopedlayered quaternary compound Sm[[O1-x Fx]FeAs[J]. Chen Phys Lett,2008,101(10):107006[7] Ni N,Budko S L,Kreyssig A, et al.Anisotropic thermodynamic and transportproperties of single crystslline (Ba1-x K x) Fe2As2(x=0and 0.45) Phys Rev B,2008,78(1):014507[8] Wang X F, Wu T,Wu G, et al. Growth and anisotropy in transport properties andsusceptibility of single crystals BaFe2As2.arXive:0806.2452[9]Zheng Y, Wang Y, Lv B et al. Thermodynamic evidence for pressure-induced bulksuperconductivity in the Fe-As pnictide superconductor CaFe2As2[J]. New J Phys,2011,14:053034[10]Torikachvili M S, Budko S L, et al.Pressure induced superconductivity inCaFe2As2. J Phys Cond Matter. 2008,101(5):057006[11]Ren Z, Tao Q, Jiang S,etal. Superconductivity and ferromagnetism inEuFe2As1.8P0.2. arXiv:0811.2390[12]Hsu F C,Luo J Y eh K W,etal. superconductivity in the PbO-type structureFeSe[J]. Proc Natl Acad Sci,2008,105(38):14262[13] Lin H ,Ma Y W. Recent advances in iron-based superconducting wires and types[J].Mater China,2013,32(9):522。