铜掺杂对钐基铁氧砷化物超导性能的影响
超导电性
2024-06-14 v1 材料科学
强关联电子
应用物理
摘要
通过合成和系统表征一系列SmFe1-xCuxAsO0.8F0.2块材（x = 0至0.2），进行了系统研究。这些样品通过结构、拉曼光谱、微观结构、输运、磁性测量以及密度泛函理论（DFT）补充计算进行了充分表征。母体化合物SmFeAsO0.8F0.2（Sm1111）的超导转变温度（Tc）约为54 K。随着Cu替代（x）的增加，晶格体积（V）增大，且未观察到与铜相关的杂质相，这证实了Cu成功掺入超导FeAs层中的Fe位点。这些分析也与拉曼光谱测量和相关的DFT结果高度一致。超导转变随铜掺杂系统性地降低，并在7% Cu掺杂的Sm1111（x = 0.07）中完全抑制。大量Cu替代（x大于0.07）在低温范围内表现出金属-绝缘体转变，即使在高的Cu掺杂水平（x = 0.2）也未观察到杂质相。母体样品的计算临界电流密度因铜替代而受到抑制，表明钉扎中心、样品密度和晶粒连接性降低，这由微观结构分析所证实。我们的研究表明，Cu在超导FeAs层中的替代导致晶格体积增大，是强无序散射的来源，导致Tc的抑制和金属-绝缘体转变的出现，这与先前报道的更成功的镍（Ni）或钴（Co）载流子掺杂不同。
引用
@article{arxiv.2404.06146,
title = {Copper doping effects on the superconducting properties of Sm-based oxypnictides},
author = {Mohammad Azam and Manasa Manasa and Tatiana Zajarniuk and Taras Palasyuk and Ryszard Diduszko and Tomasz Cetner and Andrzej Morawski and Cezariusz Jastrzebski and Michał Wierzbicki and Andrzej Wiśniewski and Shiv J. Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.06146},
year = {2024}
}
备注
40 pages, 16 Figures