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Tl1-yFe2-z(Se1-xSx)2结构与物理性质随Se被S等价取代的依赖关系:TNeel随S含量降低

超导电性 2012-07-09 v2 材料科学

摘要

通过x射线与电子衍射、磁化率和输运测量,研究了Tl1-yFe2-zSe2反铁磁体中硒被硫或碲取代的效应。采用封管技术合成了Tl0.8Fe1.5(Se1-xXx)2(名义组分)固溶体,对于X=S在全x范围(0<x<1)内合成,对于X=Te最高合成至x=0.5。尽管由Rietveld精修确定的最佳晶体学参数在该系列中得以达到(即铁磷族元素化物中超导临界转变温度Tc_{c}通常达到最大的Fe-(Se,S)层间高度与(Se,S)-Fe-(Se,S)键角),但在硫取代的情况下,低至4.2K仍未发现超导电性。Tl位近乎完全占据(y=0.05),相较于类似A1-yFe2-zSe2(A = K, Rb, Cs)中显著的碱金属缺位(y=0.2-0.3),以及由此导致的铁价态、态密度和掺杂的差异,被认为可以解释超导电性的缺失。碲取代化合物至少在x=0.25时显示出超导转变,但这可能归因于四方Fe(Se,Te)杂质相。透射电子显微镜证实了Tl0.8_{0.8}Fe1.5_{1.5}(Se1x_{1-x}Sx_{x})2_{2}系列样品中存在有序铁空位网络,其形式为四方5\sqrt{5} a ×5\times \sqrt{5} a ×\times c超结构(\textit{I4/m})(当铁空位水平增加时,混合有正交2\sqrt{2} a ×22\times 2\sqrt{2} a ×\times c形式(\textit{Ibam}))。指示5\sqrt{5} a ×5\times \sqrt{5} a ×\times c超胞中反铁磁有序起始的Néel温度(TN_{N})从硒化物(x=0)的450K降低至硫化物(x=1)的330K。我们最终证明了TNeˊelT_{Néel}与Fe-(Se,S)键长(或Fe-(Se,S)高度)之间存在直接的线性关系。

关键词

引用

@article{arxiv.1203.6181,
  title  = {Dependence of the structural and physical properties of Tl1-yFe2-z(Se1-xSx)2 with isovalent substitution of Se by S: decrease of TNeel with S content},
  author = {P. Toulemonde and D. Santos-Cottin and Ch. Lepoittevin and P. Strobel and J. Marcus},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1203.6181},
  year   = {2012}
}

备注

12 pages, 17 figures