Nature Physics文献导读 —美国阿贡国家实验室发现高温超导体

冰雪 9年前 (2016-04-17) 6489浏览

近年来，超导体的研究取得了很大的进展，然而大多数的超导体材料必须在极低温才能表现出超导性，科学家们的目标就是提高超导现象的温度，以便发现可以实际应用的超导材料。

近期，美国阿贡国家实验室的研究人员发现铁基超导材料——砷化铁，可以将超导温度提高到138开尔文，距离超导材料的应用又近了一步。

研究人员表明材料中的磁性产生是由于没有被原子核束缚的，可移动的自由电子，

这些磁性自旋遍及整个试样。通过观察穆斯堡尔谱发现，在砷化铁中，只有一般的原子表现出了铁磁性，两个电子的自旋波可能会相互抵消，是一些原子中无磁性。

研究人员还是用阿贡国家实验室的先进光子源（APS）进行了高分辨X射线衍射，通过橡树岭国家实验室的散裂中子源进行了中子衍射，来确定化学和磁性结构并绘制电子相位图。

该研究成果将会有助于磁性能量存储系统，电动汽车的快速充电电池，高效率电网等的发展。当然，高温超导材料的应用，主要还是减少国家电网在电力运输过程中的电量损耗。

图文导读

温度取决于Sr0.63Na0.37Fe2As2 衍射数据

PU5OT750R8J75$XTW@I@2_3

R1_8~4`5L0L9ZIGE$X3_()X

图1（a）四方晶系（112）峰的颜色分布 （b）四方晶系的（220）峰随温度的变化关系 （c）波长不变时（λ=2.3626 Å）的中子衍射图谱，分别是( 1/2 1/2 3) 和(1/2 1/2 1)的磁性峰的强度 （e）绿线是磁性模型的计划强度，红色虚线是非磁性模型的计划强度，中子衍射的误差由原始数据的泊松统计决定

SHU4VSZKX1Q$4Q1T@)7HOAW

图2 Single-Q 和Double-Q 模型（a）Single-Q 模型：自旋轨道Q1 = (π,0)或者 Q2 = (0,π) （b）Double-Q 模型：自旋轨道是Q1和Q2的叠加

KM$2I3QHS$``Q4}35SFXR_F

YGD0U601LS[0C~(7}@7D@@A

图3：穆斯堡尔谱数据 （a）—（d）穆斯堡尔谱分别在30, 65, 85 和125 K时的数据，不同铁原子点的贡献被分别表示出来。（e）有效的磁性领域的每一个磁性点是有穆斯堡尔谱决定的温度的函数

感谢材料人编辑部丁菲菲提供素材

参考原文链接：Double-Q spin-density wave in iron arsenide superconductors

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