Nr wniosku: 147754, nr raportu: 12261. Kierownik (z rap.): dr inż

Nr wniosku: 147754, nr raportu: 12261. Kierownik (z rap.): dr inż. Zbigniew Bukowski
Nadprzewodniki żelazowe stały się sensacją naukową ostatnich lat. Jedną z rodzin nadprzewodników żelazowych są
arsenki typu AFe2 As2 (A=K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, Eu) krystalizujące w prostej tetragonalnej strukturze typu ThCr2 Si2 .
Związki z K, Rb, Cs przechodzą do stanu nadprzewodzącego w niskich temperaturach (poniżej 4K). Z kolei połączenia z
Ca, Sr, Ba, Eu nie są nadprzewodnikami i wspólną ich właściwością jest antyferromagnetyczne porządkowanie się
momentów magnetycznych żelaza w formie Fal Gęstości Spinowej (SDW) w temperaturach 150-200 K. Związki tej
ostatniej grupy można uczynić nadprzewodzącymi gdy zniszczy się porządek SDW przez odpowiednie podstawienia
chemiczne lub zastosowanie wysokiego ciśnienia.
Związek EuFe2 As2 jest wyjątkowy z tego powodu, że oprócz uporządkowania SDW momentów magnetycznych Fe w
temperaturze TSDW=170 K, dodatkowo momenty magnetyczne Eu porządkują się antyferromagnetycznie w temperaturze
TN=19 K. Porządek ten utrzymuje się nawet po chemicznej modyfikacji tego związku prowadzącej do wystąpienia
nadprzewodnictwa (np. przez częściowe podstawienie metalu przejściowego w miejsce Fe). W rezultacie otrzymujemy
związek, w którym nadprzewodnictwo i porządek magnetyczny współistnieją ze sobą. Przykładając zewnętrzne pole
magnetyczne możemy łatwo modyfikować strukturę magnetyczną co czyni z tego związku doskonały obiekt do
studiowania wzajemnych relacji nadprzewodnictwa i magnetyzmu.
Do wymienionych wyżej badań konieczne jest posiadanie dobrej jakości stosunkowo dużych pojedynczych kryształow
gdyż tylko wtedy możliwe są pomiary własności anizotropowych. Stosunkowo prostą i skuteczną metodą otrzymywania
monokryształów do badań podstawowych jest krystalizacja z metalicznego rozpuszczalnika (np. In, Sn, Ga, …). W
niniejszym Projekcie otrzymaliśmy dobrej jakości monokryształy związku EuFe2-xCox As2 oraz Eu1-yCay Fe2-xCox As 2
stosując cynę jako rozpuszczalnik. Składniki wyjściowe Eu, Ca, Fe, Co, As zostały rozpuszczone w ciekłej cynie w
temperaturze 1050°C i następnie poddane powolnemu chłodzeniu do temperatury 600°C. W tej temperaturze powstałe
kryształy oddzielono od cieczy przez odlanie.
Badania własności magnetycznych oraz oporu elektrycznego w funkcji temperatury i pola magnetycznego ujawniły silny
wpływ uporządkowania magnetycznego Eu na właściwości transportu elektronowego i nadprzewodnictwo mimo że za
nadprzewodnictwo w tym związku odpowiedzialne są zdelokalizowane elektrony 3d żelaza zaś za magnetyzm –
zlokalizowane elektrony 4f europu. Zaobserwowaliśmy bardzo rzadkie zjawisko przejścia do stanu nadprzewodzącego
pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego. Wykazaliśmy, że nadprzewodnictwo w tych materiałach
współzawodniczy z uporządkowaniem antyferromagnetycznym zaś współistnieje z uporządkowaniem
ferromagnetycznym co może wskazywać na niekonwencjonalny mechanizm parowania elektronów.