Синтез, строение и свойства сверхпроводников на основе арсенидов и селенидов железа с щелочными металлами (1105742), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Результаты, полученные в диссертационной работе,вносят фундаментальный вклад в химию твердого тела и физику конденсированногосостояния,вчастности,ввопросыоптимизациисвойствжелезосодержащихсверхпроводников, и могут быть использованы как справочные данные. Разработанныеметоды синтеза поликристаллических образцов и роста кристаллов могут бытьиспользованы для получения чувствительных к кислороду воздуха и влаге соединений. Наспособ твердофазного синтеза сверхпроводников, содержащих щелочные металлы, былполучен патент на полезную модель (патент РФ № 2104256).Личный вклад соискателя заключается в анализе и систематизации литературныхданных,проведенииэкспериментальнойработыпосинтезувсехобразцов,пробоподготовке образцов к проведению физических измерений, интерпретации иобобщении полученных данных.
Рентгенофазовый анализ, уточнение кристаллическихструктур методом Ритвельда, часть исследований температурной зависимости магнитныхи транспортных свойств образцов, а также часть измерений удельной теплоемкостивыполнены непосредственно соискателем. Анализ образцов методами локальногорентгеноспектрального анализа и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой,просвечивающая электронная микроскопия, мессбауэровская спектроскопия, ARPES иизучение I(V)- и dI/dV-характеристик, полученных на поверхности криогенных сколовобразцов, были проведены сотрудниками кафедры радиохимии Химического факультетаМГУ, кафедры низких температур и сверхпроводимости Физического факультета МГУили зарубежными коллегами и обсуждались совместно с диссертантом.Апробация работы.
Основные результаты диссертации были представлены наследующих конференциях: XVIII, XIX и XX Международная научная конференция«Ломоносов», Москва, 2011 – 2013; XXV Международная Чугаевская конференция покоординационной химии, Суздаль, 2011; Mössbauer Spectroscopy in Materials Science, Olomouc, Czech Republic, 2012; VII Национальная кристаллохимическая конференция,Суздаль, 2013; XIV European conference on solid state chemistry, Bordeaux, France, 2013; International Conference on the Applications of the Mössbauer Effect, Opatija, Chroatia, 2013;Russia-Ukraine-Germany workshop on Hot Topics in HTSC: Fe-Based Superconductors,Zvenigorod, Russia, 2013.Публикации. Содержание работы изложено в 7 статьях в рецензируемых журналахи тезисах 7 докладов научных конференций.6Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из 5 глав (введение, обзорлитературы, экспериментальная часть, обсуждение результатов, выводы). Списоклитературы содержит 401 ссылку. Работа изложена на 169 страницах машинописноготекста и включает 87 рисунков и 17 таблиц.Основные публикации по теме диссертации.Статьи:1. V. Grinenko, D. V.
Efremov, S.-L. Drechsler, S. Aswartham, M. Roslova, I. Morozov,D. Gruner, K. Nenkov, S. Wurmehl, A. U. B. Wolter, B. Holzapfel, B. Büchner. Superconducting specific heat jump ∆C ∝ Tcβ ( β ≈ 2) for K1-xNaxFe2As2 // Physical Review B. 2014,89, 060504(R).2. M. V. Roslova, O. I. Lebedev, I. V. Morozov, S. Aswartham, S. Wurmehl, B. Büchner,A. V. Shevelkov. Diversity of microstructural phenomena in superconducting and nonsuperconducting RbxFe2-ySe2: a transmission electron microscopy study at the atomic scale //Inorg.
Chem. 2013, 52, 14419-14427.3. I. Presniakov, I. Morozov, A. Sobolev, M. Roslova, A. Boltalin, V. Son, O. Volkova,A. Vasiliev, S. Wurmehl, B. Büchner. Local structure and hyperfine interactions of 57Fe inNaFeAs studied by Mössbauer spectroscopy // JOP: Cond. Matter. 2013, 25, 346003.4. И. А. Пресняков, И. В. Морозов, А. В. Соболев, М. В.
Рослова, A. И. Болталин, О. В.Волкова, А. Н. Васильев. Сверхтонкие магнитные взаимодействия ядер57Fe варсениде NaFeAs // Письма в ЖЭТФ. 2013, т. 97, вып. 10, стр. 669-674.5. M. Abdel-Hafiez, V. Grinenko, S. Aswartham, I. Morozov, M. Roslova, O. Vakaliuk,S.
Johnston, D. V. Efremov, J. van den Brink, H. Rosner, M. Kumar, C. Hess, S. Wurmehl,A. U. B. Wolter, B. Büchner, E. L. Green, J. Wosnitza, P. Vogt, A. Reifenberger, C. Enss, R.Klingeler, M. Hempel, S.-L. Drechsler. Evidence of d-wave superconductivity in K1xNaxFe2As2(x = 0, 0.1) single crystals from low-temperature specific heat measurements//Physical Review B. 2013, 87, 180507(R).6.
S. Thirupathaiah, D. V. Evtushinsky, J. Maletz, V. B. Zabolotnyy, A. A. Kordyuk, T. K. Kim,S. Wurmehl, M. Roslova, I. Morozov, B. Büchner, S. V. Borisenko. A weak-coupling superconductivity in electron doped NaFe0.95Co0.05As is revealed by ARPES// Physical Review B.2012, 86, 214508.7. S. M. Kazakov, A. M.
Abakumov, S. Gonzalez, J.M. Perez-Mato, A. V. Ovchinnikov,M. V. Roslova, A. I. Boltalin, I. V. Morozov, E. V. Antipov, G. Van Tendeloo. Uniform patterns of Fe-vacancy ordering in the Kx(Fe,Co)2-ySe2 superconductors// Chem. Mater. 2011,23, 4311-4316.7Тезисы:8. M. Roslova. Superconductivity and magnetism in NaFeAs and its derivatives doped by 3dand 4d-elements // Trilateral workshop on hot topics in HTSC: Fe-based superconductors.Workbook of abstracts, p. 23. 29th September – 02th October, Zvenigorod, 2013.9.
M. V. Roslova, O. I. Lebedev, S. A. Kuzmichev, T. E. Kuzmicheva, I. V. Morozov,S. Aswartham, R. Beck, S. Wurmehl, A. V. Shevelkov, B. Büchner. Crystal growth and TEMstudy of structural variations in superconducting and non-superconducting RbxFe2-ySe2 // Abstracts of ECSSC 14, p. 227. Bordeaux, 7-10th July, 2013.10. M. V.
Roslova, O. I. Lebedev, I. V. Morozov, I. A. Presniakov, A. V. Sobolev,S. A. Kuzmichev, T. E. Kuzmicheva, M. Liu, E. A. Ovchenkov, A. I. Boltalin, S. Wurmehl,B. Büchner, A. V. Shevelkov. Crystal growth and detailed investigation of structural variation in the novel AxFe2-ySe2 superconductors (A = K/Na, Rb) // Сборник тезисов VIIНациональной кристаллохимической конференции, c. 142. 17-21 июня, Суздаль, 2013.11. M.
V. Roslova, A. V. Sobolev, I. V Morozov., I. A. Presniakov, O. S. Volkova, A. N. Vasiliev // A 57Fe Mossbauer study of local structure and spin arrangements in antiferromagneticNaFeAs // MSMS-2012, Olomouc, Czech Republic, 11-15th June, 2012.12. М. В. Рослова. Синтез и исследование эффектов магнитного упорядочения исверхпроводимости в монокристаллах NaFeAs и NaFe1-xCoxAs (х=0,025; 0,05; 0,08).Материалы Международного молодежного научного форума «Ломоносов», 2012.13. Presniakov, I. Morozov, A. Sobolev, M.
Roslova, A. Boltalin, V. Son, O. Volkova,A. Vasiliev // A57Fe Mossbauer Study of Local Structure and Spin Arrangements inAntiferromagnetic NaFeAs // AIP Conference Proceedings. 2012, 1489, 21-27.14. V.Morozov, M. V.Roslova, S. I. Troyanov, S. Aswartham, S. Wurmehl, B.
Büchner. Synthesis, crystal structure and superconducting properties of NaxK1-xFe2As2 // Сборник тезисовXXV Международной Чугаевской конференции по координационной химии, cтр. 533534. 6-11 июня, Суздаль, 2011.8II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫСверхпроводимость как явление вызывает огромный интерес в течение более чемста лет. Передача электрического тока без сопротивления и соответственно, без энергетических потерь открывает широкие перспективы. Однако сложность этого явления, отуровня проработки теории до практики получения материала, существенным образомтормозит его применимость.
Открытие в 2008 г. сверхпроводимости с критическими температурами до 56 К в оксопниктидах железа LnFeAsO1-xFx (Ln = La – Gd) [1-3] вызвалогромадный интерес в научном сообществе. Вслед за оксипниктидными фазами сверхпроводимость была найдена в бескислородных соединениях на основе тройных арсенидовщелочных и щелочноземельных металлов, а в 2010 г. были получены изоструктрурныеслоистые селениды AxFe2-ySe2 (A = K, Rb, Cs, Tl и др.), среди которых также есть сверхпроводящие составы. По элементному составу все полученные в настоящий моментжелезосодержащие сверхпроводники могут быть разделены на следующие семейства впорядке увеличения числа компонентов:1) 11-семейство.
К нему относятся фазы типа FeCh, где Ch = Se, Te, Se/S, Se/Te [4];2) 111-семейство, включающее трех представителей – LiFeP, LiFeAs и NaFeAs [5, 6];3) 122-семейство, к которому принадлежат многочисленные фазы типа AFe2As2, гдеA = K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, Eu [7] и AxFe2-ySe2, где A = K, Rb, Cs, Tl [8];4) 1111-семейство изоструктурных фаз типа REOFe(As/P) и AEFeAsF, где AE = Sr, Ba,RE–редкоземельный элемент [1, 9];5) 42622-семейство соединений типа Sr4M2O6Fe2As2, где M – d-элемент [10, 11];6) 32522-семейство Sr3M2O5Fe2(As/P)2, где M – d-элемент [11];7) семейство Can+2MnOyFe2As2, где М = Mg, Al, Ti, Sc, n = 2–4, y ~ 3n-1 [12];8) семейство Can+1MnOyFe2As2, где M = Mg, Sc, Ti, n = 3–5, y ~ 3n [13].Отдельно можно выделить "уникальные" соединения, не имеющие пока структурных аналогов: (CaFe1-xPtxAs)10Pt3As8 (так называемая фаза 10-3-8), две полиморфныемодификации состава (CaFeAs)10Pt4-yAs8 (фазы α-10-4-8 и β-10-4-8) [14].
Также к железосодержащим сверхпроводникам относят недавно открытое соединение Pr4Fe2As2Te1-xO4[15] и полученные методами мягкой химии соединения ряда Ax(NH2)y(NH3)zFe2Se2, гдеA = Li, Na, Rb [16, 17].Отметим наиболее важные особенности железосодержащих сверхпроводников всехсемейств, позволяющие объединить их в один класс. Прежде всего, это наличие общегоструктурного элемента – антифлюоритоподобного слоя [FeX], где X = Pn, Ch (Pn = P, As,P/As; Ch = Se, Se/S, Se/Te). Это роднит их с другим классом высокотемпературных сверх9проводников – купратами, для которых общим структурным элементом является наличиеплоских слоев [CuO2]. В антифлюоритоподобном слое [FeX] атомы железа образуют плоскую квадратную сетку, а атомы пниктогена или халькогена располагаются в шахматномпорядке по обе стороны от плоскости, обеспечивая искаженное тетраэдрическое окружение атомов Fe.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
