双Fe2As2层超导体KCa2Fe4As4F2的结构设计与合成

目前已知的两类高温超导体--铜基和铁基超导体拥有诸多共性。在结构上，两者分别以准二维的CuO₂面和Fe₂As₂层作为超导活性层，并与其他间隔（spacer）原子层交互生长形成。这种特性使我们可以通过替换间隔层制备新的超导体。铁基超导体中的Fe₂As₂层要么是被隔离的单层，或是仅被单原子隔开形成“无限层”，而在铜基超导体中常见的双层或多层CuO₂面结构却尚未在铁基超导体中发现。那么，能否用结构设计的策略合成出含有双Fe₂As₂层的新型超导体？

最近，浙江大学曹光旱课题组首次合成出了含有双Fe₂As₂层的五元化合物铁基超导体KCa₂Fe₄As₄F₂，其超导临界温度达到33K。该超导体由ZrCuSiAs结构的CaFeAsF和ThCr₂Si₂结构的KFe₂As₂交互生长而成（如图所示）。双Fe₂As₂层由碱金属离子K⁺所联结，因而每个Fe₂As₂层上下两侧的化学环境不同。与大多数铁基超导体另一不同之处是，由于“自掺杂”效应，KCa₂Fe₄As₄F₂无需通过化学掺杂即呈现出大块超导电性。研究还证实，它属于空穴掺杂型超导体。

相关论文已发表于《美国化学学会会刊》 (J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 7856−7859)。论文的第一作者是博士生王志成，第二和第三作者皆为本科生。该研究工作得到了国家自然科学基金委、国家重点基础研究发展计划的资助。

该论文作者为：Zhi-Cheng Wang, Chao-Yang He, Si-Qi Wu, Zhang-Tu Tang, Yi Liu, Abduweli Ablimit, Chun-Mu Feng, Guang-Han Cao

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b04538

Superconductivity in KCa₂Fe₄As₄F₂ with Separate Double Fe₂As₂ Layers

J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 7856-7859, DOI: 10.1021/jacs.6b04538

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