新型交生结构铁基超导材料的制备和物性研究文献综述

一、选题背景和意义：

1. 选题意义：

2008年铁基高温超导体的发现，翻开了高温超导研究的新篇章。最先发现的是LnFeAsO （1111 体系，Ln为镧系元素）家族，之后相继发现了以BaFe₂As₂ 为代表的122 体系，LiFeAs为代表的111 体系以及FeSe为代表的11体系。这四个体系构成铁基超导体的基本结构类型, 它们均具有准二维层状结构, 包含产生超导的关键结构单元——反萤石型Fe₂X₂ 层(X为磷族或硫族元素等)。 最近，1144体系和12442体系逐渐进入了科学家的视野，1144体系是由两种基本的122体系AeFe₂As₂ (Ae = Ca, Sr, Eu)与AkFe₂As₂ (Ak = K, Rb, Cs)交生而成的新结构。类似的，12442体系是由122体系的AkFe₂As₂与1111体系的CaFeAsF或LnFeAsO (Ln= Nd—Ho)交生形成。由于制备上述体系单晶材料的报道相对较少，可供参考的信息较少，所以制备相对困难，本次毕业设计的任务是尝试制备1144或12442体系超导单晶材料，对其物理性能进行进一步的表征，主要包括电性，磁性，比热等。

1. 意义：

新型交生结构铁基超导单晶材料的制备可供参考的信息较少，材料的制备相对困难。而此次毕业设计的内容就是制备12442型新型交生结构铁基超导材料单晶样品，如果可以制备出来质量较好的单晶样品，就可以对12442型超导材料的超导电性，磁性，比热等方面做进一步研究，对第二类超导体的超导机理研究提供数据支持。

二、课题关键问题及难点：

1. 本课题的关键问题：

关键问题在于材料的制备以及对其超导电性，磁性，比热等物理特性的研究。

1. 本课题的难点：

本课题的困难在于12442材料RbCa₂Fe₄As₄F₂的合成，因为该材料的合成过程相对比较复杂。需要先合成一些中间产物，一种材料合成不当就会直接导致材料制备的失败。而有关该材料单晶样品的制备相关报道又非常少，所以材料的制备合成相对困难。

三、文献综述（或调研报告）：

2008年铁基高温超导体的发现，翻开了高温超导研究的新篇章。最先发现的是LnFeAsO （1111体系, Ln为镧系元素）家族，之后相继发现了以BaFe₂As₂ 为代表的122体系，LiFeAs为代表的111体系以及FeSe为代表的11体系。这四个体系构成铁基超导体的基本结构类型，它们均具有准二维层状结构，包含产生超导的关键结构单元——反萤石型Fe₂X₂ 层(X为磷族或硫族元素等)。

反萤石型的Fe₂X₂层是铁姐超导体共通的基本结构单元，由中间的铁原子四方平面结构层与两侧的X原子层组成的“三明治”结晶学块层。该块层中，基本配位结构为FeX₄四面体，他们共边连接形成无限二维平面层。研究表明，FeX₄四面体的结构参数对于超导转变温度（T_c）起着重要的作用。

经验表明，1111体系和122体系的交生结构的形成一般需要满足一些基本原则：