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超导物理一直以来都是材料科学中被研究较多的领域之一,而最近发现的铁系超导体使科学家对于该领域产生了更加浓厚的兴趣.从实验上积累有关的化学组成和结构与超导电性之间的知识,总结出规律性认识,对于寻找具有新的组成和结构,以至具有更高Tc的超导体都有着十分重要的意义.
本论文主要着重于铁基化合物的“122”体系的单晶生长工作,即在BaFe2As2体系的“Fe”位掺“Ru”单晶的生长.通过实验,我们制备出了不同组分的大尺寸Ba(Fo1-xRux)2As2单晶样品,并对其进行了超导电性的测量与生长方法的研究。
全文共分四章,第一章为绪论部分,绪论第一部分我们回顾了BCS理论,超导表征方法等超导体的几个基本特性;第二部分介绍了晶体生长的基本理论、方法。
第二章介绍了铁基超导体研究现状及铁基超导体单晶的生长状况,特别总结了“122”体系的单晶生长状况。
第三章主要介绍了我们的实验方法,具体的结构表征和测量的原理、方法。
第四章第一部分我们介绍了Ba(Fe1-xRux)2As2单晶的研究背景、详细的样品合成方法以及结构表征和超导电性测量.我们用自助熔剂法长出了各个组分的单晶样品,其尺寸大小在3~4mm之间,大于先前报道的Ba(Fe1-xRux)2As2单晶尺寸。通过测量我们还发现其c轴长随着Ru浓度的升高而线性减小,与先前A.Bharathi等人报道的结果有所不同。在x=0.35附近我们发现了Ba(Fe1-xRux)2As2单晶的最高超导转变温度Tc=20K。第二部分我们总结和探究了Ba(Fe1-xRux)2As2单晶的生长方法和相图。针对单晶生长浓度不均匀这个问题,我们提出了:1、延长保持高温时间。2、减小反应温区。3、加快降温速率.三个方法来改善单晶样品的均匀度。结果证明,这一系列的方法取得了很好的成效。单晶的均匀度得到了极大的提高。随后,我们通过单晶生长温度及实际生长浓度的总结,得到了Ba(Fe1-xRux)2As2单晶生长的简单相图。