ThxFe2As2（122）体系的结构相变，微结构及超导电性研究

ThFe2As2 (Th=Ca, Sr, Ba, Eu)122 体系是Fe基超导体的重要成员，表现出重要的物理性能和丰富的结构现象，包括高温超导，自旋密度波和结构相变。近期研究表明，低温结构相变和微结构与Th位离子半径密切相关，由于Ca离子半径较小，CaFe2As2存在复杂的Tweed 结构。另外，我们还注意到ThxFe2As2存在稳定的非化学计量比系列样品，例如，SrxFe2O2（ 0.6<x<1.2）。目前，超导材料的研究主要集中在标准化学计量比的ThFe2As2上。这种非化学计量现象可以直接引起相分离和结构缺陷，从而对材料的微结构，磁性能及输运性质产生很大的影响。本项目主要关注下列问题:（1）ThxFe2As2的成相规律和超导电性，给出结构和电子态相图；（2）深入分析低温结构相变和相分离，探讨相变孪晶和Tweed结构关联；（3）分析Cu基和Mn基122相的物理性能，探索新型超导材料。

利用电子显微术研究了新型Fe基超导体(1111,122,11相)的结构特征。对122相的低温结构相变进行了原位观察分析，给出了低温正交相孪晶畴结构的变化规律和畴结构模型；在CaFe2As2四方相中观察到和Ca层的局域结构畸变有关的准周期一维调制结构；首次报道了非化学计量K-F-Se超导材料中的多尺度相分离；K-Fe-Se属于缺陷性122体系，本征结构不均匀性和相分离与超导性能密切相关。我们实验揭示了K-Fe-Se体系存在多重Fe空位有序态，多种结构相在样品中普遍以多尺度相分离形式共存。超导体中，微米尺度的超导条纹镶嵌在反铁磁绝缘体245母相中，形成三维超导骨架结构。我们提出了超导条纹相基于调幅分解的形成机制，并系统研究了不同位置和元素掺杂对该复杂体系微结构和超导性能的影响。在多个材料体系中进行了新超导体的探索。在该领域发表SCI论文15篇，其中PRB，83 (2011) 140505(R), 入选2011年中国百篇最具影响力国际论文。