论文部分内容阅读
作为高温超导体的新成员,新型铁基超导体的发现开启了人们对此类材料的超导电性和其他相关性质的研究热潮.目前普遍认为铁元素对于此类材料中超导电性和磁性的出现起着关键性的作用.另一方面,铁元素还是最常用的穆斯堡尔谱核素,所以新型铁基超导体的发现给利用穆斯堡尔谱仪研究此类材料中的超导电性和磁学性质提供了得天独厚的条件。基于这些考虑,我们系统的测量了Ba（Fe1-xMnx）2As2（x=0.016, 0.064）,CaFe2As2,Lu2Fe3Si5,Ba（Fe0.94C0006）2As2和Sr2V03FeAs的变温透射穆斯堡尔谱。实验的简单介绍和重要的实验结果如下：1.我们成功的制备了Ba（FIe1-xMnx）2As2（x=0.016,0.064）单晶样品,并测量了30K到室温之间的变温透射穆斯堡尔谱。在低温下,谱线呈现异常展宽的六线谱,我们采用了场分布的方法对其进行了拟合。结果发现,Mn掺杂对Fe的磁矩的影响超过了最近邻处,而且与电子掺杂的情况相比,Mn掺杂使得Fe-3d电子表现更具有局域性,这切断了Fe原子与周围电子的超精细相互作用。当Mn掺杂了6.4%的时候,其自旋密度波波形接近于矩形,这表明与电子掺杂的情况相比,带间散射的情况是不一样的。在自旋密度波相变发生的温度区间,可以观察到穆斯堡尔谱线有非常明显的增宽,自旋相关时间可以从这一增宽中推算出来。通过简单的模型,从自旋相关时间可以算出自旋晶格弛豫率,就可以有效的得到自旋涨落的相关信息。我们发现,Mn掺杂的情况下,磁矩的自旋涨落可以很好的用两带模型进行拟合,在当前研究的掺杂浓度下,得到的Curie-Weiss温度远远高于量子临界点。2.CaFe2As2是AFe2As2（A=Ca,Ba,Sr）材料中最容易受压力影响的化合物,因此是用来研究晶体结构和磁性之间微妙变化的理想选择。为此,我们测量了CaFe2As2单晶样品,研磨得到的单晶粉末样品,和经过热处理的研磨的单晶粉末样品的穆斯堡尔谱。我们的穆斯堡尔谱结果表明,研磨引入的复杂的不均匀的应力跟缺陷等主要给样品带来两种影响。当温度低于Neel温度时,穆斯堡尔谱中仍然可以观察到一个双峰,这说明一个新的顺磁相会出现在单晶粉末样品中,即使温度降到了4.6 K,这一顺磁相都会依然存在。这表明应力或缺陷等可以抑制样品的磁性。出乎我们意料的是,研磨所带来的应力会使磁相变温度微微增加,但是不会影响自旋密度波的大小.所以我们的结果表明长程有序的自旋密度波态一旦出现,其会维持在比较固定的数值,在4.6 K下是10 T左右.3.随着含FeAs的超导体的到来,利用57Fe穆斯堡尔谱研究在含有Fe的超导体中穆斯堡尔谱是否能检测到超导相变的发生显得尤为方便和重要.为了回答这一问题,我们对常规多能带超导体Lu2Fe3Si5,新发现的铁基超导体Ba（Fe0.94Co0.06）2As2和Sr2VO3FeAs进行了详细的变温穆斯堡尔谱研究.对于Lu2Fe3Si5,在其晶体结构中Fe元素有两个晶体学位置,因此检测到的穆斯堡尔谱是由两个双峰叠加的结果.然而在超导转变温度附近,我们没有观测到超精细参数有任何异常的变化趋势,也没有观察到晶格软化的现象.另一方面,对于Ba（Fe0.94Co0.06）2As2样品,在超导转变温度之上,谱线宽度和标准化的谱线面积会突然增加.我们将这一现将解释为在最佳掺杂样品中,强烈的磁涨落导致了面积和谱线宽度的陡增.还有,对于新制备的Sr2VO3FeAs样品,当温度低于超导转变温度时,我们也观察到了标准化的谱线面积和谱线宽度的增加.此实验结果也表明了在超导态下FeAs层有磁涨落出现.说明在Sr2VO3FeAs样品中,磁涨落和超导电性是可以共存的.我们的结果均表示,磁性对于铁基超导体超导电性的出现起着重要的做用.