铁硫族超导体磁性与超导电性强磁场退火效应研究

The study of non-conventional superconductivity in iron-based superconductors is the hot topic of condensed matter physics. For the iron-chalcogenide superconductors, the superconductivity is sensitive to the variation of element distribution and micro-structure. Minor change of the element distribution or micro-structure may result in totally opposite physical property. Therefore, how to control the element distribution or micro-structure is essential for the study of iron-based superconductors. In this project, relying on the large scientific facility of high magnetic field, the iron-chalcogenide superconductors (FeTe1-xSex, FeTe1-xSx, AxFe2-ySe2-zSz (A=K ， Rb ， Cs)) will be investigated. The element distribution and micro-structure in the samples will be handled by annealing in different magnetic fields (up to 10 T), different atmosphere (vacuum, air and etc.) and different temperature, in order to exploring the correlation among the element distribution, micro-structure, magnetism and superconductivity. The implement of the project will be beneficial to understanding the interplay of superconductivity and magnetism.

铁基超导体非常规超导电性的研究是目前凝聚态物理的研究热点，在铁硫族超导体中，超导电性灵敏于组分或微结构的变化，组分或微结构的微小变化都可以使体系表现出迥然相反的物理行为，因此如何有效地调节元素分布和微结构对铁基超导的研究至关重要。本项目将选取铁硫超导材料（FeTe1-xSex、FeTe1-xSx、AxFe2-ySe2-zSz（A=K，Rb，Cs））为研究对象，依托强磁场大科学装置研究平台，通过不同磁场（0-10T）、气氛（真空、空气等）、以及不同温度条件下退火处理，改变样品中元素的分布、比例以及微结构，研究磁性、超导电性的变化规律，探寻元素的分布、比例以及微结构与磁性、超导电性之间的关联，本项目的完成将有助于理解磁性和超导电性的共存与制约关系。

在铁硫族超导体中，超导电性灵敏于组分或微结构的变化，本项目通过元素替代、强磁场退火、外加应力等手段，研究了铁硫超导材料磁性、超导电性的变化规律，主要研究成果如下：1. 研究了铁硫族超导材料微结构与磁性、超导电性之间的关联，成功探索了应力调控超导电性的两种新方法；2. 通过制备Co/Nb铁磁/超导复合体系，实现了磁性模板对超导临界电流密度的有效调控；3. 在超导新材料探索中，通过高压在几种典型的拓扑电子材料中都发现了压力诱导超导电性的新现象。在本项目资助下，项目负责人以通讯作者共发表SCI论文17篇，其中Nature Commun. 1 篇、PNAS 1 篇、Phys. Rev. Lett. 1 篇、Appl. Phys. Lett. 2 篇、Phys. Rev. B 1 篇、Sci. Rep. 1 篇。