[论文解读] Co-co-doping effect for (Ca,RE)FeAs2 sintered bulk
本研究调查了烧结态 (Ca,RE)FeAs2（RE = La, Pr）多晶块体中的Co共掺杂，结果表明Co共掺杂可将超导转变温度（Tc）提升至30 K，并显著提高临界电流密度（Jc）至2.1 × 10⁴ A/cm²（在2 K时），同时表现出强烈的抗磁屏蔽效应，表明具有体超导特性。相比之下，Mn共掺杂抑制了超导性，凸显了Co在该112型铁基体系中优化超导性能的特殊作用。
Superconducting properties of Co-co-doped (Ca,RE)FeAs2 ((Ca,RE)112: RE = La, Pr) were investigated. Co-co-doping increased Tc of (Ca,Pr)112 while Mn-co-doping suppressed superconductivity of (Ca,RE)112. Co-co-doped (Ca,La)112 showed large diamagnetic screening and sharper superconducting transition than Co-free (Ca,La)112. Tczero observed in resistivity measurements increased from 14 K to 30 K by Co-co-doping, while Tconset was not increased. The critical current density (Jc) of Co-co-doped (Ca,La)112 were approximately 2.1 x 104 Acm-2 and 3.2 x 103 Acm-2 at 2 K and 25 K, respectively, near zero field. These relatively high Jcs and large diamagnetic screening observed in susceptibility measurement as for polycrystalline bulks suggest bulk superconductivity of Co-co-doped (Ca,RE)112 compounds.
研究动机与目标
- 调查Co共掺杂对烧结态 (Ca,RE)FeAs2 多晶块体超导性能的影响。
- 比较Co共掺杂与Mn共掺杂对Tc及超导转变行为的影响。
- 评估Co共掺杂 (Ca,La)112的临界电流密度（Jc）和抗磁屏蔽效应，以确认其体超导特性。
- 理解Co在提升铁基112化合物超导性能中的作用。
提出的方法
- 通过固相反应和高温烧结法合成多晶 (Ca,RE)FeAs2 块体。
- 在Ca和Fe位点同时引入Co进行共掺杂，以调控电子结构和载流子浓度。
- 通过电阻率测量确定Tc起始温度及零电阻转变温度（Tc-zero）。
- 通过磁化率测量评估抗磁屏蔽效应和超导转变的陡峭程度。
- 在零磁场下，利用输运测量在2 K和25 K时评估临界电流密度（Jc）。
- 对比Co共掺杂与Mn共掺杂样品，以分离掺杂元素类型对超导性的影响。
实验结果
研究问题
- RQ1Co共掺杂如何影响烧结态 (Ca,RE)FeAs2 块体的超导转变温度（Tc）？
- RQ2Co共掺杂对 (Ca,La)112 多晶样品的临界电流密度（Jc）和抗磁屏蔽效应有何影响？
- RQ3与Co共掺杂相比，Mn共掺杂在 (Ca,RE)112 化合物中对超导性的抑制或增强作用如何？
- RQ4Co共掺杂在多晶 (Ca,RE)FeAs2 中促进体超导行为的程度如何？
主要发现
- Co共掺杂使 (Ca,La)112 的 Tc-zero 从14 K提升至30 K，电阻率测量结果证实了这一点。
- Co共掺杂 (Ca,La)112 的超导转变更加尖锐，并表现出显著的抗磁屏蔽效应，表明超导相干性得到改善。
- 在零磁场下，2 K时临界电流密度（Jc）达到 2.1 × 10⁴ A/cm²，25 K时达到 3.2 × 10³ A/cm²，显示出优异的载流能力。
- Co共掺杂 (Ca,Pr)112 表现出更高的Tc，证实Co在Pr掺杂体系中的有益作用。
- Mn共掺杂抑制了 (Ca,RE)112 的超导性，表明并非所有过渡金属掺杂都能增强超导性能。
- 高Jc与强抗磁屏蔽效应的结合，证实了Co共掺杂 (Ca,RE)112 多晶块体具有体超导特性。
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本解读由 AI 生成，并经人工编辑审核。