| 1 |
1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. |
Сосуществование сверхпроводимости и магнетизма в слоистых ВТСП соединениях на основе железа |
| Результаты этапа: Все поставленные на 2010 год задачи в рамках выполнения проекта выполнены полностью. Синтезированы поликристаллическая система LaFeAsO0.85F0.1, а также монокристаллы LiFeAs. Исследованы вопросы магнитного основного состояния и сверхпроводящих щелей в LaFeAsO0.85F0.1. На температурных зависимостях магнитной восприимчивости LaFeAsO0.85F0.1 обнаружены переход в сверхпроводящее состояние ниже ТС = 26 К, а также появление небольшой ферромагнитной составляющей при температуре TM = 135 K, связанный, предположительно, с переходом в антиферромагнитное состояние в нелегированном LaFeAsO. Выполнены первопринципные расчеты электронной структуры LaFeAsO и парамагнитной восприимчивости в приближении локальной плотности. C помощью Андреевской спектроскопии в LaFeAsO0.85F0.1 обнаружены два набора субгармонических щелевых структур, что свидетельствует о присутствии двух сверхпроводящих щелей deltaL = 5.5 мэВ и deltaS = 1 мэВ.
Модифицированным методом выращивания из флюса получены большие монокристаллы высокого качества сврехпроводящей системы LiFeAs. Стехиометрическое содержание Li/Fe/As было подтверждено рентгеновскими методами, методами высокоэнергетической рентгеновской спектроскопии и масс – спектроскопии. Исследования магнитной восприимчивости, теплоемкости, удельного сопротивления и ядерного квадрупольного резонанса позволили подтвердить наличие узкого сверхпроводящего перехода в LiFeAs при ТС = 17 К. Исследование сверхпроводящих свойств стехиометрического LiFeAs проведено с помощью малоуглового рассеяния нейтронов (SANS) и разрешенной по углам фотоэмиссии (ARPES). Полученные результаты позволяют отнести LiFeAs к слабо – связанным сверхпроводникам с одной щелью. В исследованиях разрешенной по углам фотоэмиссии LiFeAs обнаружен нестинг поверхности Ферми. |
| 2 |
1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. |
Сосуществование сверхпроводимости и магнетизма в слоистых ВТСП соединениях на основе железа |
| Результаты этапа: По итогам выполнения проекта "Сосуществование сверхпроводимости и магнетизма в слоистых ВТСП соединениях на основе железа" получены следующие важнейшие результаты: cинтезированы моно- и поликристаллические образцы сверхпроводящей системы Fe(Se,Te) исключительно высокого качества, что было подтверждено методами рентгеновской дифрации и рентгенофлюоресцентного микроанализа. В сверхпроводниках Fe(Se,Te) детальное исследование низкотемпературной теплоемкости С(Т) указало на сосуществование изотропного параметра порядка s-типа и комплексного параметра s - типа в сверхпроводящем монокристалле FeSe с температурой TC = 8.11 K. Изотропная щель delta(hole) = 1.33 мэВ находится на дырочной поверхности Ферми, а анизотропная щель s - типа с delta = delta(el)*(1+alfa*cos2phi) с delta(el) = 1.13 мэВ и allfa = 0.78 присутствует на электронной поверхности Ферми. Исследована намагниченность системы FeSe1-xTex (x = 0, 0.5 и 1) в магнитных полях до 5 Т при температурах 2 – 300 К. Переход в сверхпроводящее состояние наблюдался при 8 К в FeSe0.963 и 13.6 – 14.2 К в FeSe0.5Te0.5, соответственно. Для большинства образцов нелинейность кривых намагничивания в нормальном состоянии свидетельствует о присутствии ферромагнитных примесных фаз. С учетом этих эффектов была установлена собственная магнитная восприимчивость chi с ростом содержания теллура в ряду FeSe0.963, FeSe0.5Te0.5 и FeTe. Для FeTe наблюдалось резкое уменьшение величины chi(Т) с понижением температуры ниже TN ~ 70 K, что может быть связано с формированием дальнего антиферромагнитного порядка. Для того чтобы уточнить магнитные свойства халькогенидов железа были выполнены расчеты ab initio магнитной восприимчивости в FeSe и FeTe в приближении локальной плотности. Магнитная восприимчивость chi теллурида железа FeTex х = 1.0 исследовалась под гидростатическим давлением до 2 кбар при фиксированных температурах 55, 78 и 300 К. Исследования были проведены на поли- и монокристаллических образцах. Без давления с понижением температуры
на зависимости chi(Т) наблюдалось резкое падение, связанное с антиферромагнитным переходом при 70 К. Полученные результаты подтвердили необычный рост магнитной восприимчивости при приложении давления, и этот эффект усиливался с понижением температуры. Методом Андреевской спектроскопии проведены исследования SсS контактов на микротрещине (техника «break-junction») в сверхпроводящем халькогениде железа FeSe с критической температурой порядка 12 К. Установлено, что в этом соединении реализуется двухщелевая сверхпроводимость. Определены значения сверхпроводящих щелей при Т = 4.2 К: delta-large = 2.8+/-0.3 мэВ и delta-small = 0.8 +/- 0.2 мэВ и соответствующие характеристические отношения БКШ 2delta-large/kTC = 5 и 2delta-small/kTC = 1.5. Установлено, что обе щели в FeSe закрываются при одной температуре, но при этом их температурные зависимости величин щелей качественно различаются. |
