论文部分内容阅读
近一些年来,在能源,电化学,强磁场等物理化学领域中,层状材料由于其具有特殊的结构,性能,所以变得越来越重要。各种各样的层状化合物在锂离子电池电极材料、高温超导材料、电催化、钠离子电池电极材料、以及超级电容器等系统中都有很好的应用。因此,它受到了世界上各个研究小组的广泛的关注。由于这些层状化合物可以通过掺杂,插层,或者与其它材料进行复合,形成各种不同的新材料,并且这些材料同样在电化学,能源等诸多领域得到很好的应用。而在这诸多层状材料中,四方硒化铁就是这其中之一,它尤其在高温超导性能方面具有很好的应用。在这基础上,四方硒化铁通过掺杂、插层衍生出许多新的化合物,甚至可以与其他化合物形成复合材料,这些新材料甚至比四方硒化铁本身的性能更加的优异。通过化学生长法还可以获得四方硒化铁单层材料,其超导性能相对于块状的四方硒化铁本身也有明显增加。本文内容主要如下:1.介绍铁基超导类材料的研究历史和现状;以及不同铁基超导材料的结构、能带;介绍铁基超导材料的插层反应的过程、反应的条件、物理及化学性能,并且介绍铁基超导材料在不同领域的应用,从而引出本文的研究意义。2.本文通过两步法合成新的铁基超导体Ax((C3H10N2)yFe2Se2(A=Li,Na,K,C3H10N2指1,3-丙二胺)。第一步,将碱金属锂、钠、钾分别与前驱体四方FeSe共同溶解在1,3-丙二胺中进行超声反应,使得碱金属锂、钠、钾和四方FeSe在1,3-丙二胺中充分分散;第二步,将第一步获得的反应液体倒入聚四氟乙烯反应釜中,在适当的温度条件下进行反应,使得碱金属与1,3-丙二胺进入四方FeSe相邻层间,形成插层化合物。通过表征发现,新合成的插层化合物与前驱体四方FeSe具有相似的层状结构;通过磁化率测试发现,新合成的插层化合物Ax(C3H10N2))yFe2Se2(A=Li,Na,K)超导转变温度相对于前驱体四方FeSe有明显升高。3.对新合成的插层化合物Lix(C3H10N2)yFe2Se2经过退火研究,通过结构分析,我们发现在一定的温度条件下Lix(C3H10N2)yFe2Se2保持稳定,结构并没有发生变化。通过磁化率测试,我们发现Lix(C3H10N2)yFe2Se2超导转变温度相对于新合成的样品有轻微升高。这与电阻测量转变温度更加的一致,这说明合成的Lix(C3H10N2)yFe2Se2经过退火作用,材料内部结构更加均一。