铁基超导1111体系CaFeAsF的单晶生长和物性研究∗
2018-09-21牟刚1马永辉1
牟刚1)2) 马永辉1)2)3)
1)(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,信息功能材料国家重点实验室,上海 200050)2)(中国科学院超导电子学卓越创新中心,上海 200050)3)(中国科学院大学,北京 100049)(2018年7月16日收到;2018年8月13日收到修改稿)
1 引 言
铁基超导材料因其较高的临界转变温度、准二维的晶体结构以及与反铁磁关联的密切关系,一经发现[1]即受到人们的广泛关注.根据晶体结构不同,铁基超导材料目前已经发展成拥有11体系[2]、122体系[3,4]、111体系[5,6]、1111体系[1,7,8]、32522体系[9,10]、21311体系[11]、112体系[12,13]、11111体系[14]、10-3-8体系[15]、10-4-8体系[15]、12442 体系[16]等多个不同体系的庞大家族.研究发现,铁基超导材料展现出极其丰富的物理行为,不同体系乃至同一体系的不同掺杂区间的行为都可能不同[17,18].因此,对不同体系进行细致的研究,是全面理解铁基超导体的本征物理特性,总结其行为规律,进而获得其非常规超导机制的必然要求.1111体系是铁基超导材料中最早被发现的,并且具有体材料中最高的临界转变温度55—56 K[1,7,19,20].然而,高质量大尺寸单晶生长的困难,极大地制约了对该体系本征物理性质的深入研究:此前的研究主要集中在多晶样品[21−24];单晶数据来源于电输运、磁场穿透深度等少数具有微小样品测量技术的实验[25−27].事实上,研究人员对1111体系的单晶生长进行了长期的努力.早在2008年,Wen等[25,28−30]就采用NaCl作为助熔剂,生长出了几十微米大小的NdFeAs(O,F)单晶并研究了其输运性质;高压手段的加入,将晶体尺寸提高到百微米的量级[31,32].随后,晶体尺寸实现了较大的提高:Yan等[33]采……
