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FeSe基插层超导体的合成及性质研究

2020-12-08阅读(293)

FeSe基插层超导体的合成及性质研究

论文摘要

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。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 铁基超导材料的研究历史及现状
  •   1.3 铁基超导材料的超导机制
  •   1.4 铁硒基超导体的晶体结构
  •     1.4.1 四方FeSe的晶体结构
  • 2H8N2）yFe2-zSe2的晶体结构示意图'>    1.4.2 Lix（C2H8N2）yFe2-zSe2的晶体结构示意图
  • x(C8H11Ny)Fe1-zSe（A=Li,Ne）的晶体结构示意图'>    1.4.3 Ax(C8H11Ny)Fe1-zSe（A=Li,Ne）的晶体结构示意图
  • 0.6（1）ND2)0.2（1）（ND3）0.8（1）Fe2Se2晶体结构'>    1.4.4 Li0.6（1）ND2)0.2（1）（ND3）0.8（1）Fe2Se2晶体结构
  • x(C6H16N2)yFe2-zSe2的晶体结构示意图'>    1.4.5 Lix(C6H16N2)yFe2-zSe2的晶体结构示意图
  • 2-（CH2）n-NH2FeSe （A=Na,Sr）晶体结构示意图'>    1.4.6 ANH2-（CH2）n-NH2FeSe （A=Na,Sr）晶体结构示意图
  •   1.5 铁基超导材料的反应及化学性质
  •   1.6 铁基超导材料的应用
  •   1.7 展望
  •   参考文献
  • x(C3H10N2)yFe2Se2 （A=Li, Na, K）以及(C3H10N2)yFe2Se2化合物的合成及性能研究'>第二章 Ax(C3H10N2)yFe2Se2 （A=Li, Na, K）以及(C3H10N2)yFe2Se2化合物的合成及性能研究
  •   2.1 研究背景
  •   2.2 实验部分
  •     2.2.1 试剂
  •     2.2.2 前驱体FeSe制备
  • x(C3H10N2)yFe2Se2（A=Li,Na,K）以及(C3H10N2)yFe2Se2的制备'>    2.2.3 插层化合物Ax(C3H10N2)yFe2Se2（A=Li,Na,K）以及(C3H10N2)yFe2Se2的制备
  •     2.2.4 表征手段
  •   2.3 结果与讨论
  •     2.3.1 样品结构表征
  •     2.3.2 热重分析表征
  •     2.3.3 磁性数据分析分析
  •   2.4 文章小结
  •   参考文献
  • x(C3H10N2)yFe2Se2退火后的性能研究'>第三章 化合物Lix(C3H10N2)yFe2Se2退火后的性能研究
  •   3.1 研究背景
  •   3.2 实验部分
  •     3.2.1 试剂
  •     3.2.2 前驱体FeSe制备
  • x(C3H10N2)yFe2Se2的制备'>    3.2.3 插层化合物Lix(C3H10N2)yFe2Se2的制备
  •     3.2.4 表征手段
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 样品结果表征
  •     3.3.2 热重分析表征
  •     3.3.3 磁性数据分析
  •   3.4 本章小结
  •   参考文献
  • 第四章 结论与展望
  •   4.1 结论
  •   4.2 展望
  • 致谢
  • 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 徐文涛

    导师: 唐凯斌

    关键词: 四方,丙二胺,插层,退火,超导转变

    来源: 中国科学技术大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 物理学,材料科学,电力工业

    单位: 中国科学技术大学

    分类号: TM26

    总页数: 71

    文件大小: 5116K

    下载量: 143

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