新型铁基超导体材料的研究进展_郭建刚 (1)

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我科学家制造出超高质量的铁硒超导单晶薄膜

我科学家制造出超高质量的铁硒超导单晶薄膜
佚名
【期刊名称】《光学仪器》
【年(卷),期】2011(33)4
【摘要】中国科学家在新材料制备技术和测量技术的帮助下，确认了铁硒超导体中电子配对的方式。

这项成果为揭开铁硒等铁基超导体的超导机制之谜打下坚实基础。

【总页数】1页(P69-69)
【关键词】中国科学家;超导体;铁基;单晶薄膜;硒;质量;制造;材料制备技术
【正文语种】中文
【中图分类】O511
【相关文献】
1.超高质量铁硒超导单晶薄膜 [J],
2.铁硒基超导研究新进展:高质量(Li,Fe)OHFeSe单晶薄膜 [J], 董晓莉;袁洁;黄裕龙;冯中沛;倪顺利;田金朋;周放;金魁;赵忠贤
3.美科学家发明铁碲硒材料制低成本超导体 [J],
4.“铁硒基超导薄膜的研究”项目入选2011年度“中国高校十大科技进展” [J],
5.我科学家研究制造出：超高质量铁硒超导单晶薄膜 [J],
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Fe基超导体研究及新型超导材料探索的开题报告

Fe基超导体研究及新型超导材料探索的开题报告一、选题背景Fe基超导体是近年来发现的一种新型超导材料，具有超高的临界温度和较强的超导性能，引起了广泛的研究兴趣。

目前已有多种Fe基超导体被发现，例如LaO1-xFxFeAs、SmO1-xFxFeAs、Ba1-xKxFe2As2等。

然而，Fe基超导体的超导机制尚未被完全理解，其在实际应用中还存在一系列问题，例如制备过程复杂、结晶难度大、缺陷和杂质的影响等。

因此，研究Fe基超导体及其新型超导材料具有极大的科学意义和应用前景。

二、研究内容本论文将从以下两个方面对Fe基超导体进行研究：1.超导机制的研究通过对已有的研究成果和实验数据进行分析和综合，探索Fe基超导体的超导机制，包括超导对称性和超导配对机制等，为进一步实验和应用提供理论基础。

2.新型超导材料的探索在理论研究的基础上，探索具有较高超导温度和优良超导性能的Fe 基超导材料，并优化其制备工艺和性能，以提高其应用价值。

同时，通过引入不同的杂质和掺杂物等方法，改变其结构和性质，进一步拓展其应用领域。

三、研究方法1.样品制备采用高温烧结法、溶胶-凝胶法等晶体生长方法制备Fe基超导体样品，并分析其结构和成分等特性。

2.物性测量采用磁化率、电阻率、比热容等相关物性测量技术，对超导样品的磁性和电性等进行测试和分析。

3.理论计算通过第一性原理计算、差分几何等理论计算方法，探索Fe基超导体的超导机制和基本性质等。

四、研究意义1.深入理解Fe基超导材料的超导机制和基本性质，推动该领域的科学研究和技术发展。

2.探索新型具有优良超导性能的Fe基超导材料，为超导技术在能源、医疗、电子等多个领域的应用提供新的可能性。

3.为我国高温超导材料领域的发展提供有益的参考和支持。

铁基超导体KxFe2-ySe2的研究进展

铁基超导体KxFe2-ySe2的研究进展丁夏欣;闻海虎【期刊名称】《中国材料进展》【年(卷),期】2013(000)009【摘要】自2008年在F掺杂的LaOFeAs化合物中发现高达26 K的超导电性后，高温超导研究迎来了新一轮热潮。

随后一系列不同结构的铁基超导材料被发现，到目前为止，铁基超导体的最高临界温度记录为56 K。

在2010年末，临界温度高达32 K的KxFe2-ySe2这一新的铁硫族超导体被发现。

与其他铁磷族超导体相比，这个系统有着许多不同寻常的性质。

角分辨光电子谱实验与能带结构计算都表明此材料在费米能附近没有空穴型费米面。

这一性质强烈地挑战了被广为接受的S±超导配对图像：理论物理学家提出在铁基超导体中，电子在空穴型费米面与电子型费米面之间散射，通过交换反铁磁自旋涨落来达到超导配对。

不久之后，在此材料中又确定了相分离的性质。

其中一个主要的相是具有 K2 Fe4 Se5结构的反铁磁绝缘相，另一个是少量的超导相。

闻海虎小组最近的一篇论文认定了此材料的超导相以三维网络状的细丝形态存在，相关实验数据表明每8个 Fe原子位置中存在1个空位，并由此提出超导的母体相是由 Fe空位形成的8×10这种有序平行四边形结构组成。

文章比较全面地介绍这一快速发展领域的研究进展，包括晶体生长与淬火处理，Fe空位有序与块反铁磁相，相分离与超导相的探索，配对对称性与能隙结构。

最后列举了一些重要的问题，并且展望了将来的研究内容。

【总页数】9页(P513-521)【作者】丁夏欣;闻海虎【作者单位】南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室超导物理与材料研究中心，江苏南京210093;南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室超导物理与材料研究中心，江苏南京210093【正文语种】中文【中图分类】TH142.8【相关文献】1.122型铁基高温超导体的研究进展 [J], 尉乔南2.拓扑与超导的美妙结合——铁基超导体中马约拉纳束缚态发现记 [J], 孔令元;丁洪3.铁基超导体的扫描隧道显微镜研究进展 [J], 顾强强;万思源;杨欢;闻海虎4.铁基超导体的输运性质 [J], 李妙聪;陶前;许祝安5.铁基超导体的晶体结构和线带材研究进展 [J], 叶新羽;程维平;夏芳敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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。

晶格参数对铁基超导材料临界温度的影响

晶格参数对铁基超导材料临界温度的影响辽宁工程技术大学，阜新123000摘要：铁基超导材料是铜基超导材料日本和中国科学家相继报告发现的一类新的高温超导材料，目前大多数科学家对铁基超导的研究局限于宏观性能和微观粒子研究没有明确指出晶格参数的改变对铁基超导材料临界温度和性能的影响，本文主要以四种具有代表性的铁基超导“1111”“122”“111”“11”超导体系为研究体系探索晶格参数对铁基超导材料临界温度的影响。

关键词：铁基超导；晶格参数；临界温度1.引言超导研究在近一个世纪的发展历程中已经呈现出愈演愈烈的态势。

随着超导转变温度不断被刷新，超导体各方面的性能也不断得到改善，临界电流密度和临界磁场的数值接近或达到了实际应用的要求。

超导材料临界温度的提高，使它将会在更多高科技领域获得重要应用，尤其在大电流、电子学和抗磁性三个领域的应用将更加重要。

新型超导材料的不断涌现是促进超导研究蓬勃发展的源动力，铁基超导材料作为新型高温超导体受到了广泛关注，一直是科学家热衷的研究方向。

高温超导材料出现后，人们开始研究高温超导并做了大量实验，许多实验表明晶格参数对临界温度的提高有重要影响。

2007年6月,细野秀雄小组[1]利用固相反应法制备出 LaNiPO,其临界温度大约为3K。

美国圣地亚哥州立大学[2]的Torikachvili与爱荷华州立大学的Canfield等人报道发现CaFe2As2在2.3~8.6kbar压力范围内CaFe2As2会出现超导转变,当压力大约为 5 Kbar(约 0.5 GPa)时,晶格参数达到一稳定值Tc onset达到最大值, 约为12 K。

英国牛津大学的Clarke领导的研究小组也宣布制备出LiFeAs 样品。

研究发现LiFeAs具有反PbO型(anti-PbO-type)铁砷层, Li与As形成五元配位(四角锥)(图1),其Tc onset最高可达16 K[3]。

人们发现了FeAs 层最近邻阳离子A与As的键长与超导临界温度Tc存在线性反比关系的“键长效应”,在原子半径接近的情况下, A-As键长越小, Tc越大。

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。

新型超导体的研究进展

新型超导体的研究进展超导体是指在某些物质中，当温度降到某一特定值以下，电阻突然消失，这种物质叫做超导体。

超导体因其具有超低电阻、超高电导和超高磁场等优越性质而备受关注。

新型超导体的研究一直是科学家们的热点领域之一。

本文将介绍新型超导体的研究进展。

一、铁基超导体铁基超导体是一类新型超导体，它们的基本结构是由两个铁磁层包围一个超导电子层。

铁基超导体具有良好的机械性能和化学稳定性，并能在相对较高的温度下实现超导。

自2008年铁基超导体被发现以来，科学家们已在这一领域取得了许多进展。

首先，在铁基超导体中，一种新的竞争性序参与到超导机制中，称为反铁磁序。

反铁磁序具有存在于超导体材料中的稳定性。

此外，超导和反铁磁序共存的现象也被发现。

有科学家提出，反铁磁序或其他有序电子状态，可能在超导体材料中起到一种类似于拼图的作用，使材料在一定条件下具有优越的超导性能。

其次，铁基超导体的制备也得到了极大的改善。

现在，我们已经能够通过了解材料的物理性质和化学合成技术，准确地制备出新型铁基超导体。

其中，超高压合成法是铁基超导体制备的一种最有效的方法之一。

利用这种方式，科学家们可以在兆帕级的压力下制备铁基超导体，从而改善其机械性能和超导性能。

最后，我们还能够将铁基超导体应用于实际的技术领域。

例如，铁基超导体可以用于制造超导电线和感应加热器等领域。

由于其较高的超导温度，可以替代银、铜和铝等传统导体制造出更高效的电线。

因此，铁基超导体在未来的市场发展中具有广阔的前景。

二、高温超导体高温超导体是指在高温条件下表现出超导性质的材料。

由于较高的超导温度，高温超导体具有更广泛的应用领域。

与低温超导体相比，高温超导体的结构更加复杂，因此其研究难度更大。

在高温超导领域的研究中，有一个重要的挑战是发现新的高温超导体。

而利用计算机设计新型高温超导体的方法已经成为科学家的一个研究热点。

通过计算，科学家们可以预测哪些化学元素和拓扑结构的材料可能成为高温超导体。

铁基高温超导材料的研究进展

铁基高温超导材料的研究进展近年来，铁基高温超导材料引起了科学界的广泛关注。

这类材料具有重要的理论和应用价值，因此吸引了众多科学家的研究兴趣。

本文将从材料的发现历程、物理性质、制备方法和应用前景等方面，对铁基高温超导材料的研究进展进行探讨。

一、材料的发现历程铁基高温超导材料的发现可以追溯到2008年，当时日本科学家在ODFeAs中发现了超导转变温度高达55K的现象，这一突破引起了科学界的轰动。

接着，各国的科研团队纷纷进入到该领域进行探索，相继发现了其他类型的铁基高温超导材料，如LaFeAsO、BaFe2As2等。

这些发现为进一步的研究奠定了基础。

二、物理性质铁基高温超导材料具有很多特殊的物理性质。

首先，它们的超导转变温度相对较高，甚至可以高达超低温液氦的沸点-268.95℃。

其次，铁基高温超导材料表现出复杂的电子结构和磁性行为，如多带结构和自旋密度波等。

这些特性使得铁基高温超导材料在研究中备受关注，并被认为是理解高温超导机制的重要窗口。

三、制备方法目前，已经发现的铁基高温超导材料的制备方法主要有固相法、溶胶法和气相沉积法等。

固相法是最早采用的方法，它通过高温反应合成超导材料。

溶胶法则是利用溶液的化学反应来制备，这种方法成本较低且适用性广。

而气相沉积法是通过气体在固体表面沉积形成超导材料，可以制备大面积、高质量的薄膜材料。

这些制备方法的发展为铁基高温超导材料的研究提供了可靠的实验基础。

四、应用前景铁基高温超导材料具有广阔的应用前景。

首先，它们在能源领域有着巨大的潜力。

高温超导材料的研究和应用可以提高电力输送效率，减少能源损耗。

其次，铁基高温超导材料还可以应用于磁性材料和传感器等方面。

这些应用领域的拓展将促进铁基高温超导材料的进一步研究和发展。

总结起来，铁基高温超导材料是当前研究的热点之一，其物理性质和应用前景使其成为材料科学领域的重要组成部分。

随着研究的不断深入，相信铁基高温超导材料的研究进展将为我们揭示更多的科学奥秘，并在实际应用中发挥重要作用。

铁基超导体KxFe2-ySe2的研究进展

ｔｕｎｅｄｔｏａｎｅｗｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｎｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｓｏｆａｒ，ｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｅｓｏｆｉｒｏｎ— ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｈｄｉｉｅｆｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ．ｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｄａｔｅｂｅｉｎｇ５６Ｋ．Ｂｙｔｈｅｅｎｄｏｆ２０１０．
（ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９３，Ｃｈｉｎａ）
比较全面地介绍这一快速发展领域的研究进展，包括晶体生长与淬火处理，Ｆｅ空位有序与块反铁磁相，相分离与超导相的探

铁基超导材料研究进展

铁基超导材料研究进展作者：万勇来源：《新材料产业》2017年第07期2008年2月，日本东京工业大学Hideo Hosono教授团队的研究发现，铁基氧磷族元素化合物LaOFeAs中，将部分氧（O）以掺杂的方式用氟（F）取代，可使其临界温度达到26K，这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮。

我国科研人员凭借在该领域的长期积累，开展了一系列卓有成效的研究工作，发现了众多新型超导结构类型，创造了56K的最高超导转变温度的世界纪录，并在超导机理方面取得了一系列的进展。

目前为止，发现的铁基超导材料主要有铁磷族和铁硫族化合物。

铁基超导材料大致可以分为以下几大体系：①“1111”体系，包括LnOFePn（Ln=La、C e、P r、N d、S m、G d、T b、D y、H o、Y；Pn=P、As）以及DvFeAsF（Dv=Ca、Sr）等；②“122”体系，包括AFe2As2（A=Ba、Sr、K、Cs、Ca、Eu）等；③“111”体系，包括AFeAs（A=Li、Na）等；④“11”体系，包括硒化亚铁（FeSe）、碲化亚铁（FeTe）等。

此外，近年来，陆续还有一些新的体系出现，如以Sr3Sc2O5Fe2As2为代表的“32522”体系、以Sr4Sc2O6Fe2P2为代表的“42622”体系，以及以La3O4Ni4P2为代表的“3442”体系等[1-3]。

一、铁基超导材料的研究新进展1.新材料的制备中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室陈仙辉教授团队通过水热反应方法，制备出一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物：（Li0.8Fe0.2）OHFeSe，其超导转变温度达40K以上，该新材料由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成，两者之间由极其微弱的氢键相连。

测量结果显示，该材料在约8.5K的低温存在反铁磁序，并与超导电性共存[4]。

美国艾姆斯国家实验室与德国波鸿鲁尔大学合作，制备出一种纯单晶铁基超导材料CaKFe4As4，在没有少量掺杂剂（如钴、镍）存在的情况下，临界温度高达35K。

超导材料的最新研究进展

超导材料的最新研究进展超导材料是目前研究的一个热门领域，它具有超低电阻、磁通量分数化等独特的物理性质，已经在能源、交通、电子等多个领域得到了广泛的应用。

在过去的几十年中，人们通过各种努力，已经取得了一系列重要的成果。

而最近，一些重大的进展再一次刺激了人们对超导材料研究的兴趣和热情。

首先，人们在研究中发现了一种新型的铁基超导材料，这种材料具有很高的超导转变温度，可以达到100K左右，而且其超导机理和结构特征也与其他超导材料不同。

这些特性使得这种铁基超导材料可以应用于很多领域，例如能源、通信、计算机等，具有很广的发展前景。

其次，人们还在研究中探索了一种新的超导机理，即太赫兹超导体现象。

太赫兹波作为一种新型的光谱学，具有高分辨率、非接触性等优点，在人类生产和科研中得到了广泛的应用。

而太赫兹超导体现象是指在相对较低的温度下，太赫兹波可以被超导材料吸收和反射，此时太赫兹波的响应具有频率依赖性和非线性特征，可以用来研究材料的物理和化学性质。

在最新的研究中，人们发现了一类新型的超导材料，名称为黄铜基超导材料。

这种材料具有很好的导电性和超导性，其转变温度能够达到75K左右，高于市场上目前正在使用的超导带材。

这种材料大幅度降低了制备成本，且可生产出更大直径的超导线材，具有很高的应用价值。

此外，超导材料的微观结构和稳定性也成为研究的热点问题。

在新颖超导材料的制备中往往需要特定的温度和压强，而这些条件对制备的材料的微观结构和稳定性都产生了决定性的影响。

基于这种情况，人们采用了一系列先进的方法，例如高分辨率电子显微镜技术、中子衍射技术、元素分析技术等，去研究超导材料的微观结构和稳定性。

研究结果表明，超导材料的微观结构和稳定性与其物理性质密切相关，两者之间的关系是相互影响、相互作用的。

综合来看，超导材料的研究进展让人们看到了更广阔的应用前景和更丰富的科学内涵，同时也为未来取得更大的突破和进展提供了深刻的启示。

在未来的研究工作中，人们可以进一步深入研究超导材料的物理机理和特性，更好地挖掘和发掘其潜在的应用价值，实现超导技术在更广泛领域的应用，让人类社会在这一领域的进步有一个更为明显的推动。

铁基超导体的研究进展综述_2

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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
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“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。
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铁基超导体的出现

铁基超导材料的结构及研究进展

铁基超导材料的结构及研究进展作者：李继春雷俊玲夏芳敏来源：《新材料产业》 2017年第7期一、前言2006年和 2007年，日本东京工业大学的Hosono小组相继发现LaOFeP[1] 和LaNiPO [2] 具有超导电性，超导临界转变温度(T C )均在10K以下，这一发现没有引起外界的关注。

2008年初， Hosono小组通过在LaFeAsO体系中掺杂F元素得到具有超导电性的LaFeAsO 1-xF x ，超导临界转变温度为26K[3] ，自此引发了关于铁基超导材料的广泛研究。

其中中国科学院先后合成多种铁基超导材料，并将最高临界转变温度(Sm 0.95 La 0.05 O 0.85 F 0.15 FeAs)T C 提高到57K [4] 。

与传统的金属基低温超导材料铌锡和二硼化镁（MgB 2 ）等相比，铁基超导材料具有较高的临界转变温度和上临界场H c2 [5] 。

铁基超导材料临界转变温度T C 比铜氧化物超导材料低，但其各向异性较小，晶界弱连接性较弱，在强磁场下仍具有较强的载流能力，其临界电流密度J c 可达到 10 5 A/cm 2 以上 [6] ，可以应用于强磁场的环境。

二、铁基超导材料的分类目前，已合成的铁基超导材料种类众多，按照组成和晶体结构主要分为 4大体系：“1111” 体系、“122” 体系、“111” 体系和“11” 体系。

1.“1111”体系研究进展“1111” 体系是最早发现的铁基超导材料体系，研究也最为广泛。

该体系化学通式为LnOFeAs，其中Ln代表稀土金属元素，用F元素对O位进行掺杂，空间结构如图1所示，为ZrCuSiAs型四方晶系结构，由绝缘层（LnO层）与超导层（FeAs层）交错层叠而成， L n - O层提供载流子， F e - A s层传输超导电流。

该体系的显著优点是具有较高的超导临界转变温度和临界电流密度，可以应用于强电领域和电子学方面。

LaOFeAs母体没有超导特性， Hosono小组发现当该物质中11％左右的氧离子被氟离子替换后，超导临界转变温度达到最高为26K [3] ，并且加压后临界转变温度随之提高。

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。

铁基超导的探究及研究进展

铁基超导的探究及研究进展作者：杨振兴来源：《商情》2012年第03期【摘要】随着超导现象在1911年被发现，超导经历了有传统超导到高温超导的一个过程，在2008年初，日本学者发现了临界温度可以达到26K的新型超导材料－La()1?xFxFeAs，这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮。

本文将对铁基超导材料研究体系中的(“1111”体系、“122”体系、“111”体系和“11”体系)做一个阐述。

最后在此基础上提出自己对超导物理的一些展望。

【关键词】铁基超导上临界磁场自旋密度波随着在2008年初铁基La()1?xFxFeAs(x=0，05－0，12)化合物中有26K的超导电性的发现，科学界迎来了新一轮的高温超导研究热潮。

科研人员在这一体系中展开了积极的实验和理论研究。

一、“1111”体系在2008年2月，日本东京工业大学细野秀雄教授领导的研究小组报道了铁基材料La()17xFxFeAs超导转变温度高达26K,这一发现立刻引发了人们对这一超导体系的强烈关注。

在2008年3月，我国成功地合成了氟掺杂钐氧铁砷化合物(smFeAs(()，F))一具有43K的体超导电性，这是继高温超导体铜氧化合物之后第一个打破迈克米兰极限的非铜基化合物。

后来研究人员把这个体系命名为“1111”体系，“1111”体系也是研究最广最深的一个铁基超导材料体系。

图1为SmFeAs(()，F)的结构示意图。

二、“122”体系在ZrCuSiAs(1111)型结构的铁基超导体被发现后不久，ThCr2Si2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38K。

我国在在对ThCr2Si2型结构的Bal-xMxFe2As2(M=La和K)样品研究中发现BaFe2As2母体的电阻率在140K附近存在一个异常，P型载流子掺杂在122结构中也同样可以实现超导电性。

在122体系中，同样在电阻率反常的温度也发生了SDW转变和结构相变，并且不同于1111结构，两个相变是在同时发生的，两者属于一级相变，并且能观察到明显的热滞现象。

铁基超导体的物性研究及其新进展

铁基超导体的物性研究及其新进展摘要：铁基超导体是继铜氧化合物高温超导体之后又被发现的一类新型高温超导材料。

本文通过解释超导现象引入，并介绍了铁基超导体的应用、结构体系、制备方法以及一些铁基超导体材料研究的新进展，最后展望了这种新超导体的应用前景。

关键词：铁基超导体铁基超导体的应用铁基超导体的结构铁基超导体的制备1、引言超导是一种宏观量子现象，费米面上动量相反的电子配成对，同时建立长程的位相相干进而发生凝聚，其结果是超导体在临界温度下电阻的消失（零电阻）和对磁力线的排斥（完全抗磁性）。

在正常金属中，电子在一个充满各种振动的背景中运动。

最普通的是晶格的振动。

晶格的振动模可以被一种称为“声子”的元激发进行描述。

电子和声子碰撞后损失了动能进而导致能量的损耗，这也就是正常金属在有限温度下电阻的来源。

然而在零温极限下所有的振动模式都停止了（不计量子涨落），所以一个干净的系统中能量的损耗和电阻率都是为零的。

对于一个超导体而言，费米面上的电子两两吸引形成束缚对，这种束缚的电子对被称为库珀对，库珀对服从玻色统计，在临界温度（tc）下发生凝聚，这种凝聚态具有很长的相干长度，因而对晶格振动导致的局域散射不敏感，所以输送上并不损耗能量，电阻率可以在较高温度（tc以下）保持为零。

与此同时，ⅱ类超导体具有在很高的磁场下承载巨大电流密度的优越性能，人们因此对高临界温度的新超导体充满了期望。

2、铁基超导体的应用2.1 超导磁悬浮列车随着国民经济的发展，社会对交通运输的要求越来越高，因而需要有时速达数百公里的快列车。

磁悬浮列车具有高速（≥500km ／h）、安全、噪音低等优点，是未来理想的交通工具。

磁悬浮列车是利用磁悬浮作用使车轮与地面脱离接触悬浮于轨道之上，并利用直线电机推动列车运动的一种新型交通工具。

超导磁悬浮列车设想是美国与1966年首先提出的。

具体方案是在轨道上安装一系列电机电枢绕组，这些绕组从电网获得电能并与车体内超导磁产生的磁场相互作用，并产生推力推动列车前进。

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新型铁基超导体专题
编者按自日本科学家在具有层状结构的铁基化合物中发现超导电性以来，由于其较高的转变温度，物理上与铜基超导体既有相似之处，又有新的特点，在国际上迅速掀起了铁基超导研究热潮．我国科学家在这一研究领域取得了若干突破性进展，本刊曾于２近期铁基超导体的研究００９年邀请部分国内科学家进行过专题报道（３８卷，９期）．仍是方兴未艾，新材料、新现象和新理论不断涌现．为此，本刊再次组织国内部分科学家就铁基超导体若干方面的以期反映当前这一领域的研究状况．最新进展撰写了５篇综述性报道，
该转变温度大大的ＦｅＡｓ４四面体趋近于正四面体，超过了Ｂ进一步对超导电子相ＣＳ理论预测的极限．图所做的研究表明，铁基超导体与铜氧化物超导体具有类似的特点：超导均出现在母相掺杂的基础上，超导转变温度随掺杂量的变化关系呈现圆顶状曲母相都是反铁磁材料；超导的出现都伴随着强的线；自旋涨落等等．但是，二者也存在明显的差异：铜氧），化物超导体的母相为莫特绝缘体（Ｍｏｔｔｉｎｓｕｌａｔｏｒ）；而铁基超导体的母相则为差的金属态（ｂａｄｍｅｔａｌ前者在欠掺杂区域存在赝能隙，后者到目前还没有观察到赝能隙的存在等等．本文将以层间耦合较弱且具有特殊性质的简单介绍我们研究组在新型ＦｅＳｅ层状材料为对象，
ＡｂｓｔｒａｃｔｈｉｓｒｅｃｅｎｔｉｎｔｈｅｓｔｕｄｏｆｎｏｖｅｌＦｅｂａｓｅｄｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＷｅｒｅｏｒｔａｅｒｒｅｓｅｎｔｓｒｏｒｅｓｓＴｙｐｐｐｐｐｐｇ－ｎｅｗＦｅｂａｓｅｄｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒＫＦｅＳｅｗｈｉｃｈｗａｓｓｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｎｔｈｅａｌｋａｌｉｅｔａｌＫｉｎｔｏａｐｙｙｇ０．８１．７２，－－ｍ，ＦｅＳｅｌａｅｒｓ．Ｉｔｓｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｉｓ３０Ｋｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｈｉｈｅｓｔｖａｌｕｅａｔａｍｂｉｅｎｔｙｐｇｐｇ，ｒｅｓｓｕｒｅａｍｏｎｔｈｅＦｅＳｅｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅａｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｈａｓｅｗｉｔｈａｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｅｒａｐｇｐｇｐｐ－－ｔｕｒｅｏｆ４３Ｋａｌｓｏｅｍｅｒｅｓｉｎｔｈｉｓｓｓｔｅｍ，ｂｕｔｔｈｅｅｆｆｏｒｔｔｏｍａｋｅａｕｒｅｓａｍｌｅｃｏｍｏｓｅｄｏｆｔｈｉｓ４３Ｋｐｈａｓｅｇｙｐｐｐ，ｔｎｏｔｅｔｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．ＦｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｎｅｔｉｃＣｏｄｏｉｎｏｎｔｈｅｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｉｎｈａｓｙｇｐｇｐｇ－ｂｅｈａｖｉｏｒｉｓａｌｓｏｒｅｏｒｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｍａｈａｖｅｉｍｏｒｔａｎｔｉｍｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｔｈｅｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｐｙｐｐｇｐ－ｉｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｅｘｌｏｒｉｎｔｈｅｓｅｎｅｗＦｅｂａｓｅｄｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ｇｐｇｐ－，，ＫｅｗｏｒｄｓｌａｅｒｅｄｃｏｍｏｕｎｄｓａｌｋａｌｉｅｔａｌｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎＦｅｂａｓｅｄｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｙｐｐｙ－ｍ－
１］，变［这一突破性成果立刻引发了人们对该体系的
强烈关注．随后国内外许多研究组相继报道了一系列具有超导电性的层状铁基化合物，此类材料被统目前，根据母体化合物的成分和晶称为铁基超导体．体结构，大致可以将铁基超导体分为以下４个体系（：（ “ 对应的晶体结构示意图见图１）体系，１）１１１１” ，，，，，成员包括ＬｎＯＦｅＰｎ（Ｌｎ＝ＬａＣｅＰｒＮｄＳｍ，Ｇｄ，，，），以及ＡＦＴｂＤＨｏＹ；Ｐｎ＝Ｐ，ＡｓｅＡｓＦ（Ａ＝Ｃａｙ［２］）／等化合物，空间群为Ｐ具有ＣＳｒ４ｎｍｍ，ｕＨｆＳｉ２
ＲｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｓｏｆｎｏｖｅｌＦｅｂａｓｅｄｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ－ｐｐ
１１１１ＧＵＯＪｉａｎａｎＩＮＳｈｉＦｅｎＧＧａｎＧＳｈｕｎＣｈｏｎｇＪｇＷＡＮｇＷＡＮｇ－Ｇ－－１１１２１ＺＨＵＫａｉＸｉｎＨＯＵＴｉｎＴｉｎＡＩｉａｏＦａｎＭｅｎＮＸｉａｏＬｏｎＸｇＺｇｇＬｇＨＥｇＣＨＥｇ－－－－，
１引言
日本东京工业大学的Ｈ２００６—２００７年，ｏｓｏｎｏ研究组分别报道了ＬａＦｅＰＯ和ＬａＮｉＰＯ体系的超导
·５１０·
）批准号：资助项目９０９２２０３７；５１０７２２２６＊国家自然科学基金（２０１１－０７－０５收到：Ｅｍａｉｌｃｈｅｎｘ２９＠ａｈ．ｉｈ．ａｃ．ｃｎ通讯联系人．ｐｙｐｙ
ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＰｈｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｉｎ００１９０，Ｃｈｉｎａ）ｆｙｙｆｊｇ１
（２ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｏｒＮａｎｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＢｅｉｉｎ００１９０，Ｃｈｉｎａ）ｆｇｙ，ｊｇ１
：ｈｔｔｗｗｗ．ｗｕｌｉ．ａｃ．ｃｎ０卷（２０１１年）８期 ? ? 物理 ·４ｐ
新型铁基超导体专题，电性，但因其超导转变温度Ｔｃ较低（当时２—７Ｋ）并未引起人们的广泛重视．该小组报２００８年２月，道在ＬａＦｅＡｓＯ体系中发现了高达２６Ｋ的超导转
＋型晶体结构，该体系是由（层与反萤石型ＬｎＯ）－（（ “ 层沿晶体学ｃ轴交替堆垛而成；ＦｅＰｎ）２）１２２” ，（，，，，，体系成员包括ＡＦｅｓａＳｒＫＣｓＣａＥｕ）２Ａ２Ａ＝Ｂ３］，／等［空间群为Ｉ具有Ｔ４ｍｍｍ，ｈＣｒＳｉ２２型晶体结－）构，该体系由Ａ离子层与反萤石层（沿晶体ＦｅＡｓ
新型铁基超导体材料的研究进展＊
郭建刚１金士锋１王刚１王顺冲１朱开兴１周婷婷１赖晓芳１贺蒙２陈小龙１，（）１中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室功能晶体研究与应用中心北京１００１９０）（２国家纳米科学中心北京１００１９０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘要文章主要介绍了碱金属插层法合成新型铁基超导体的研究进展．通过采用碱金属Ｋ对ＦｅＳｅ层状材料插层的方法，得到了一种新型的铁基超导体Ｋ并对该材料的晶体结构与物性进行了研究．结果表明，该化合ｅＳｅ０．８Ｆ１．７２，这是Ｆ同时，观察到该体系中存在转变温度为物的超导转变温度达到３０Ｋ，ｅＳｅ体系在常压下的最高超导转变温度．但未得到纯相．通过磁性元素Ｃ进一步加深了对Ｋ４３Ｋ的超导相，ｏ的掺杂研究，ｅｅ０．８Ｆ１．７Ｓ２体系超导演化规律的认识．该超导体的发现对深入认识铁基超导体的超导机理，探索具有更高超导转变温度的铁基超导体具有重要意义．关键词层状化合物，碱金属插层，铁基超导材料