钙掺杂对 NdFeAsO0.8F0.2 结构与电学性质的影响

我们通过实验研究了用钙替代钕如何影响 NdFeAsO0.8F0.2 超导体的性质。我们通过一步固相反应法合成了 x=0、0.01、0.025、0.05 和 0.1 的多晶 Nd1-xCaxFeAsO0.8F0.2 样品。使用 MAUD 软件和 Rietveld 方法精修的 X 射线衍射图谱表明形成了空间群为 P4/nmm:2 的四方结构。我们研究了各种结构参数，如晶格参数、键角、键长等。基于 XRD 数据精修，我们确定了钙在 Nd-1111 结构中的溶解度上限，其限制在 x=0.05。此外，我们发现晶格参数 a 几乎不随钙含量增加而变，而晶格参数 c 和晶胞体积减小。基于 XRD 数据分析，我们推断这是由于随着 x 增加，As-Fe-As 的键角 {\alpha} 和 \b{eta} 发生变化以及键长减小所致。因此，我们预期超导转变温度将对钙掺杂敏感。实验上，超导转变温度从 55K (x = 0) 降至 48K (x = 0.01)，并在其他样品中消失。另一方面，从我们对结构和电学性质的研究结果可得出结论：超导转变温度随 FeAs4 四面体相对于规则四面体的畸变增大而降低。此外，基于 Williamson-Hall 方程，样品的微应变随 x 增加而增大，与纯样品相比，Nd0.95Ca0.05FeAsO0.8F0.2 样品的微应变大约增长了三倍。因此，值得注意的是我们的样品中结构性质与超导性之间存在关系。