磁受挫诱导的非常规超导材料探索和物性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51772323
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0209.无机非金属类高温超导与磁性材料
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The achievements in understanding and application of superconductors relies strongly on the discovery of new superconducting materials. As a significant characteristic of the iron base superconductors and a majority of the unconventional superconductors, superconductivity is usually found as the neighbor of the antiferromagnetic (AFM) state. The key to induce superconductivity is whether the AFM ordering in the parent material can be suppressed effectively. Compared with the traditional carrier doping and chemical pressure methods, magnetic frustration is induced by the crystal structure and hence not limited by the solid solution limit and the chemical stability of the parent material, and meanwhile it can efficiently suppressed the AFM ordering. The latest results on FeSe superconductors shows that magnetic frustration is responsible for the absence of AFM ordering and even superconductivity in the parent FeSe system, which could be expected to be an important method for the exploration of new high-TC materials. This project, based on our former research on superconductors, aims at exploring new superconducting materials with crystal structures that inherent with magnetic frustration effects, including triangular lattice, Kagome lattice, pyrochlore lattice etc. We further introducing carrier doping and chemical pressure to the already unstable AFM ground state found in the majority of geometric magnetic frustration materials, and trying to explore and build novel magnetic frustrated superconducting materials with controllable carrier density and chemical stress. Based on our extensive experiences in the new superconductor investigation and crystal growth, our project intent to provide a more in-depth understanding on the electromagnetic properties of the magnetic frustrated materials under carrier doping or chemical stress etc., and pave the way for understanding their superconducting mechanism.
新超导体的发现对超导领域发展具有重要推动作用。作为铁基以及多数非常规超导体的显著特征,超导电性常出现在反铁磁序不稳定的区域,诱导超导电性的关键在于抑制母体材料的长程磁有序。相对于载流子注入和化学压力等常规手段,由晶体结构诱导的磁受挫机制可避免材料固溶极限和结构稳定性的影响,且可有效抑制母体的反铁磁序。最新工作表明,磁受挫机制对于诱导FeSe等体系的高温超导电性有重要作用,该机制有望成为探索新型高温超导材料的重要方法。基于前期在新超导材料领域的工作基础,本项目提出在三角型晶格、Kagome晶格、烧绿石结构等几种典型磁受挫体系中,利用其反铁磁序不稳定的基态,通过掺杂取代、化学插层等物性调控技术,额外引入载流子和化学应力,尝试探索和构筑新型磁受挫超导材料。进而生长高质量晶体,系统研究其结构物性,深入理解载流子及化学压力等对磁受挫材料电磁性质的调控机制,揭示磁受挫超导材料的超导机理。

结项摘要

作为宏观量子现象的超导电性具有重要的基础科学价值和巨大的应用前景。前期工作表明,磁受挫机制对于诱导FeSe等体系的高温超导电性有重要作用,该机制有望成为探索新型高温超导材料的重要方法。在本项目的支持下,项目组针对FeSe,FeAl2Se4,Fe4Nb2O9等一批三角晶格、四方晶格及Kagome晶格的磁性及磁阻挫体系开展了系统研究,表征了相关材料的本征磁性、磁阻措及非传统超导电性。其中,针对FeSe,FeAl2Se4等磁性被充分抑制的材料,开发了包括化学插层、水热脱嵌、等价取代等调控手段,系统研究了载流子注入以及化学应力对高温超导电性的影响。进一步在FeSe基高温超导体的连续电子掺杂、空穴掺杂和化学应力调控等方向上做出了部分原创性成果。发表包括JACS (1篇)、Adv. Func. Matt. (1篇)、 Phy. Rev. B (4篇)和Phy. Rev. M (2篇)在内的SCI学术论文12篇。.主要代表性成果包括:.1.生长了三角晶格反铁磁体FeAl2Se4的单晶,因磁阻措,该材料在低至0.4 K时未检测到长程有序。其比热在低温下呈现罕见的双峰结构和T2幂律,这分别归因于材料内潜在的四极自旋关联和Halperin-Saslow模式。我们的结果与具有海森堡和双二次自旋相互作用的自旋-1系统的早期理论一致,该发现提供了对于高自旋受挫量子磁体磁性的新认识。.2.针对磁阻措母体FeSe等材料,创新性的发展了一种低温离子置换的方法,克服了范德瓦尔斯材料中阴离子插层的困难。成功向 FeSe、NiSe、FeS 等材料中引入了大量 S/Se 离子,并制备出了首个空穴掺杂的 FeSe 基超导体 (S/Se)x(NH3)yFe2Se2,揭开FeSe空穴掺杂研究帷幕。.3.通过低温中子衍射数据,确定了三方晶格Fe4Nb2O9在奈尔温度以下的磁结构,并揭示了其T-str的结构相变。通过对称相关张量分析,证明了T-N和T-str之间磁电效应的微观起源是自旋电流和d-p杂化机制。.4. 利用化学压力效应,在FeSe1-xSx系统中实现了高达37.5K的超导转变,为下一步铁硫族高温超导体的探索,打下了新的材料基础。.上述项目成果推动了铁基超导材料及磁阻挫材料领域的研究和发展。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Above-room-temperature coupling between ferroelastic domains and magnetism in an organic-inorganic hybrid: CsCu(HCOO)(2)Cl
有机-无机杂化物中铁弹性域和磁性之间的室温以上耦合:CsCu(HCOO)(2)Cl
  • DOI:
    10.1103/physrevmaterials.5.074405
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Physical Review Materials
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Zhou Junyan;Jin Shifeng;Sun Ruijin;Chai Congcong;Hao Munan;Zhong Xin;Chen Xiaolong
  • 通讯作者:
    Chen Xiaolong
The crystal structure of bis(2-hydroxypyrimi-dinium) pentachloridobismuthate(III), (C4N2H5O)(2)BiCl5
双(2-羟基嘧啶鎓)五氯化二铋(III), (C4N2H5O)(2)BiCl5的晶体结构
  • DOI:
    10.1515/ncrs-2020-0078
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Zeitschrift für Kristallographie - New Crystal Structures
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hao Munan;Jin Shifeng;Ma Yuxin;Zhou Junyan;Zhang Zeyu;Zhao Changchun
  • 通讯作者:
    Zhao Changchun
Structural evolution and phase diagram of the superconducting iron selenides Li-x(C2H8N2)(y)Fe2Se2(x=0 similar to 0.8)
超导硒化铁Li-x(C2H8N2)(y)Fe2Se2(x=0 类似于0.8)的结构演化和相图
  • DOI:
    10.1103/physrevb.99.094503
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhao Linlin;Wang Da;Huang Qingzhen;Wu Hui;Sun Ruijin;Fan Xiao;Song Yanpeng;Jin Shifeng;Chen Xiaolong
  • 通讯作者:
    Chen Xiaolong
Chemical Pressure Boost Record-High Superconductivity in van der Waals Materials FeSe1-xSx
化学压力提升范德华材料 FeSe1-xSx 创纪录高超导性
  • DOI:
    10.1002/adfm.202102917
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Sun Ruijin;Jin Shifeng;Deng Jun;Hao Munan;Zhong Xin;Ma Yuxin;Li Mingxing;Chen Xiaolong
  • 通讯作者:
    Chen Xiaolong
Intercalating Anions between Terminated Anion Layers: Unusual Ionic S-Se Bonds and Hole-Doping Induced Superconductivity in S-0.24(NH3)(0.26)Fe2Se2
在终止阴离子层之间插入阴离子:S-0.24(NH3)(0.26)Fe2Se2 中不寻常的离子 S-Se 键和空穴掺杂诱导的超导性
  • DOI:
    10.1021/jacs.9b05899
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of the American Chemical Society
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Sun Ruijin;Jin Shifeng;Gu Lin;Zhang Qinghua;Huang Qingzhen;Ying Tianping;Peng YiRan;Deng Jun;Yin Zhiping;Chen Xiaolong
  • 通讯作者:
    Chen Xiaolong

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

X射线粉晶衍射在新功能材料探索中的一些应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金士锋;王刚;陈小龙
  • 通讯作者:
    陈小龙
非晶中纳米晶的析出
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    14 2565-2574 Chinese Phys.?Dec, 2005
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金士锋;王伟民* 等
  • 通讯作者:
    王伟民* 等

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

金士锋的其他基金

新型铁硫族高温超导材料探索
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
溶剂热法FeSe基超导材料制备和物性研究
  • 批准号:
    51472266
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    86.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AxFe2Se2(A=Na,Ba,Yb)超导体的单晶生长、结构和物性
  • 批准号:
    51202286
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码