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中国科学院物理研究所 SC4组供稿 第45期 2014年12月17日
北京凝聚态物理国家实验室
浮区法生长大尺寸FeSe超导晶体
  二元FeSe超导体是铁基家族中化学组成和晶体结构最简单的,并显示高TC特征(在高压下或单层膜中)。因此,它是研究铁基高温超导机理非常重要的原型 (prototype) 材料。由于超导的 β-FeSe相本身无固-液相平衡区,导致以前的晶体生长思路基本上被束缚于助溶剂法和气相输运法,因而得到的晶体尺度小。因此,基于晶体样品的中子散射重要实验一直无法开展。制备大尺寸FeSe 晶体是一亟待解决的难题。
  中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)超导国家重点实验室周放研究员和博士生马明伟,充分研究了Fe-Se相平衡关系加上长期以来浮区法技术积累,突破常规思路成功制备出目前最大尺寸的FeSe超导晶体。技术原理和关键在于:他们用无助溶剂浮区法,在较高温区狭小的 δ'-FeSe相区建立稳定的固-液二相平衡生长晶体;然后由较低温区下的相变,得到几乎纯相的 β-FeSe超导晶体。晶体尺寸达到15×6×2 mm3,侧边尺寸和厚度均远大于以前报道。
  这项工作以快讯 (fast track communication) 发表在 Supercond. Sci. Technol. [27 (2014)122001]。同期刊发的编辑部特邀同行专家撰写的专评称:“他们应用了独特的(unusual)技术步骤...报道的结果对铁基超导研究者极其有益(extreamly helpful)…尤其对非弹性中子散射而言”(见“As easy as pie? Large FeSe…is finally grown”[Supercond. Sci. Technol. 27 (2014)120501])。目前与复旦大学合作在国际上首次进行了基于FeSe晶体样品的中子散射研究并取得重要结果。这项工作得到基金委、科技部、科学院相关项目的资助。
无助溶剂浮区法FeSe晶体生长相平衡关系
[1] M.W. Ma, D.N. Yuan, Y. Wu, H.X. Zhou, X.L. Dong and F. Zhou, Flux-free growth of large superconducting crystal of FeSe by traveling-solvent floating-zone technique, Supercond. Sci. Technol. 27 (2014)122001
[2] E. Pomjakushina, As easy as pie? Large FeSe superconducting crystal…is finally grown, Supercond. Sci. Technol. 27 (2014)120501
下载附件>> Fzhou 2014b_SUST_FTC_eprint.pdf
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