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最新发现的铁基超导体是一大类高温超导体，其大量行为表现介于常规超导体和铜氧高温超导体之间，对于高温超导理论研究具有极其重要的意义。LnFeAsO基1111体系铁基超导具有高临界温度Tc(最高56K)，高临界磁场Hc2(100-300T)和高临界电流密度Jc(局域电流密度可达106 A·cm-2)，具有潜在的应用价值。常规固相合成方法制备样品需要在1160℃煅烧40小时甚至重复多次，高温时氟挥发导致典型氟掺杂样品的可控性较差，因此制备高质量的样品对铁基超导研究具有重要意义。
根据“相似相聚”原则和“热力学逆向设计”思路，通过选择具有高反应活性的合适原料体系，采用反应烧结的方法，本论文用低温快速合成方法首次成功在900℃合成具有高Tc和高Hc2的SmFeAsO基超导材料。在此基础上发展了更简单实用的机械合金化方法和更快速的微波合成方法。
采用反应活性更高的“亚稳”的SmAs和FeO为主要原料，SmFeAsO基超导材料的合成条件可以有效降低到900℃/2小时；非单质的LnOF和Fe2As等化合物原料的使用可以有效避免中间反应过程从而降低杂相含量。通过高能球磨处理可以提高粉体的反应活性，将F掺杂1111体系铁基超导材料的合成条件进一步降低到低温快速合成方法的900℃/20分钟，其Tc～50K，Hc2～390T。
采用机械合金化处理的原料粉体，可以在低于1000℃方便可靠的制备同时具有高Tc(>50K)和高临界场Hc2(>350T)的超导材料，高于常规固相方法合成样品的Hc2(<200T)。微观结构分析表明高Hc2来源于样品的小晶粒以及机械合金化处理产生的大量缺陷。更高温度(1160℃)或采用普通粉体制备样品的Hc2显著降低，这主要是因为样品晶粒明显长大，缺陷显著减少。延长烧结时间有助于改善样品晶粒连接性从而提高样品的临界电流密度Je，980℃/40小时制备样品的Jc～2900 A·cm-2，接近高温高压方法和常规固相方法合成的4000 A·cm-2。即使在700℃的低温也可以获得高Tc，高Hc2以及相当纯的物相，这对于1111体系薄膜的低温制备具有参考意义。
本论文首次采用微波快速加热和机械合金化处理粉体合成F掺杂的1111体系铁基超导材料。在普通家用微波炉用700W的功率加热2-5分钟制备的SmFeAsO0.85F0.15样品的Tc达到51.5K。通过SiC辅助加热有助于反应充分进行并改善样品的弱连接现象；SiC辅助加热5分钟合成的SmFeAsO0.85F0.15样品Tc～45K，Hc2～380T，Jc～1750 A·cm-2。为提高样品的Tc和Jc，还需要仔细深入的研究制备工艺。
通过在稀土位的单掺，稀土位阳离子和O位阴离子的双掺以及改变阴阳离子掺杂比例等对1111体系进行了一些掺杂研究。在稀土位掺杂不同碱金属，研究结果表明1111体系空穴型掺杂可能需要有相当程度的晶格膨胀才能诱导超导电性。通过调节阴阳离子的掺杂比例，发现载流子掺杂和晶格畸变都有助于抑制结构相变。通过在LaFeAs(OF)中掺杂更小的Y可以获得36.1K的Tc，这表明合适的稀土位阳离子半径可以提高临界温度。