物理所利用稳态强磁场实验装置开展铁基超导材料研究

　　中国科学院物理研究所研究员邱祥冈课题组杨润利用稳态强磁场实验装置——极低温X射线衍射仪设备（LT-XRD），对铁基超导材料Ca0.86Pr0.14Fe2As2进行了深入的研究，并取得了进展。

　　在高温超导机制的探索过程中，电子关联和磁性一直被认为会存在紧密的联系。和铜基超导类似，在最近发现的临界温度TC高达55K的铁基超导中，通过掺杂或压力手段的调制，超导电性会在反铁磁相的边界处出现。但是，在铁基超导的母体中，局域磁性比铜基材料中要强得多。因此，铁磁超导材料是一个研究电子关联、磁性、超导之间相互作用的理想体系。

　　杨润利用稳态强磁场实验装置中的极低温X射线衍射仪对铁基超导材料Ca0.86Pr0.14Fe2As2进行了深入的研究。研究发现，除了超导转变，该材料在73K左右表现出一个四方相（tetragonal）到坍塌四方相（collapsed tetragonal）的结构转变，而在坍塌四方相中已经不存在体超导。同时，在坍塌四方相中，电子关联作用减弱，并且自旋涨落被抑制。研究表明，结构转变后，面内的As离子之间形成了较强的As-As键相互作用，进而影响了Fe-As之间的杂化，从而使得体系进入一个非磁性的费米液体（Fermi liquid）行为。

　　该研究成果在《物理评论B》（Physical Review B）发表。

　　稳态强磁场实验装置中的变温X射线衍射仪能够进行低温、高温下晶体结构的X射线衍射谱测量，其低温范围为15K-300K，高温范围为300K-1700K，测角仪角度范围为0.1°到140°，角度分辨率为1/10000°。

铁基超导材料Ca0.86Pr0.14Fe2As2的低温X射线衍射谱：（a）晶格CaFe2As2的晶格结构示意图；（b）晶格常数c随温度的变化。