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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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