[发明专利]一种激发Ge掺杂FeSeTe单晶材料的超导性能的方法

说明书

本发明公开了一种激发Ge掺杂FeSeTe单晶材料的超导性能的方法，1）在惰性气体氛围中将铁粉，锗粉，硒粉和碲粉充分研磨，按比例混合，将均匀混合的粉末压片，将制得的混合粉末胚体放置在坩埚中，再将坩埚放置在石英管中，将石英管进行真空封管处理后进行烧结，得到Ge掺杂FeSeTe单晶样品；2）将上述制备的样品研磨后装进模具中进行压片，将压好的胚体放置在坩埚中，再将坩埚放置在石英管中，将石英管进行真空封管处理后进行烧结，取出淬火。本方法成功地激发出Ge掺杂FeSeTe单晶材料的超导性能，这为FeSeTe超导体原理的研究提供了进一步的技术支持。

技术领域

本发明属于超导材料制备方法领域，具体涉及一种激发Ge掺杂FeSeTe单晶材料的超导性能的方法。

背景技术

2008年首次发现的铁基超导体成为高温超导领域的最新研究热点。目前具有应用潜力的铁基超导体都含有剧毒元素砷（As），给其制备、储存、应用和环境保护都带来显著的障碍。在目前已发现的所有铁基超导体中，FeSe不仅具有最简单的结构，并且不含剧毒元素As，因此受到科学界和产业界的高度重视。然而，FeSe基超导的临界温度和载流性能相对不足，提高其超导性能成为当前该领域的焦点问题之一。其中，制备高性能FeSe基超导材料大块单晶不仅有可能开发出新的应用技术，同时也为全面提升该材料的超导性能提供了理想的研究材料。

根据以往的研究经验，在已有的材料中进行元素掺杂是一种提高超导性能的有效方法，所以Te的掺杂提高了FeSe超导体的超导性能，这种掺杂是Te取代了Se位。从这种思路，人们很容易联想到找到合适的元素取代Fe位来提高材料的超导性能。然而，目前大多数取代Fe位的掺杂都是抑制超导性能的，甚至会使材料丧失超导性能，比如说Al，Ga，Ti，V，Cr，Mn，Co，Ni，Cu，Ge等等。

目前为了解决超导性能不理想的问题，已有部分研究方法，比如加压法，但是这种方法对环境和设备要求高，不适合大规模应用；再比如使用特殊溶剂浸泡制备的铁基材料，使其有抑制性的成分被溶解出来，激发超导性能，但是这种办法无法保证有益物质不溶解在溶剂中，且原理难以解释。目前急需一种有效的、适用于大规模生产的、对环境要求和设备要求低并且原理简单的方法来解决部分掺杂物质抑制铁基材料超导性能的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激发Ge掺杂FeSeTe单晶材料的超导性能的方法。该方法是为了解决上述的部分元素掺杂抑制甚至破坏铁基超导体性能的问题，以掺杂Ge元素的FeSeTe单晶材料超导性能被破坏为例，提供了一种方法激发这种性能被破坏的材料的超导性能，这样可以使Fe位掺杂的FeSeTe单晶超导材料更加丰富，同时可以进一步分析FeSeTe单晶的超导原理。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为∶

一种激发Ge掺杂FeSeTe单晶材料的超导性能的方法，包括以下步骤∶

1）在惰性气体氛围中将铁粉、锗粉、硒粉和碲粉充分研磨30~90分钟，按照铁粉∶锗粉∶硒粉∶碲粉的摩尔比例为1-x∶x∶1-y∶y进行混合，其中x=0~0.08且x不为0，y=0.3~0.5，将均匀混合的粉末放在0.5~2厘米的模具中进行压片，压片时间为3~15分钟；其中铁粉纯度≥99.8%，锗粉纯度≥99.99%，硒粉纯度≥99.99%，碲粉纯度≥99.99%；

将制得的混合粉末胚体放置在坩埚中，再将坩埚放置在石英管中，将石英管进行真空封管处理，真空度为1.5~2.5Pa，将真空处理好的石英管放置在管式炉中进行烧结，以1~3℃/分钟的速率从室温升温至850~1150℃，保温25~50小时，再以5~15℃/分钟的速率降温至300~500℃，保温70~120小时，然后取出淬火，得到Ge掺杂FeSeTe单晶样品（此步骤为止制备的样品不具备超导电性）；