FeSe超導(dǎo)體燒結(jié)成相過程及反應(yīng)機(jī)理.pdf

1、鐵基超導(dǎo)中的FeSe超導(dǎo)材料由于結(jié)構(gòu)簡單、制備容易，且不含有毒元素，成為研究鐵基超導(dǎo)機(jī)理的最佳體系，同時(shí)也為研究超導(dǎo)機(jī)制提供了新的思路。目前人們對FeSe的研究主要集中于提高超導(dǎo)性能，在成相過程及機(jī)理方面比較欠缺。本實(shí)驗(yàn)通過差熱分析、掃描電鏡等分析手段對未摻雜FeSe和Te摻雜FeSe的成相過程、生長方式進(jìn)行研究并利用多重速率掃描法中的FWO法對初始階段的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。所得主要結(jié)論如下：
　　 在球磨預(yù)處理過程中，F(xiàn)e

2、-Se粉末中大部分Se會(huì)非晶化。在隨后的燒結(jié)過程中，F(xiàn)e-Se混合粉末先后經(jīng)歷FeSe2，F(xiàn)e3Se4和α-FeSe等中間相后最終生成β-FeSe超導(dǎo)相。β-FeSe超導(dǎo)相的生長方式為二維形核生長機(jī)制下的層狀生長。
　　 Fe-Se混合粉末初始反應(yīng)過程的最概然機(jī)理函數(shù)為G(a)：2[-1n(1-a)]1/2，表明該反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型為隨機(jī)成核和隨后生長，且每個(gè)顆粒上只有一個(gè)核心。計(jì)算得到激活能和指前因子均隨轉(zhuǎn)變分?jǐn)?shù)的升高而降低。<

3、br>　　 對Fe-Se-Te混合粉末球磨處理后，大部分Se進(jìn)入Te的晶格中。Fe-Se-Te混合粉末在燒結(jié)過程中，除了形成FeSe2，F(xiàn)e3Se4等中間相，還會(huì)生成FeTe1.45中間相，最終生成的FeSe0.5Te0.5超導(dǎo)相的生長方式同樣為二維形核生長機(jī)制下的層狀生長。對比發(fā)現(xiàn)，Te摻雜能夠提高燒結(jié)樣品中四方晶體超導(dǎo)相的比例。
　　 Te摻雜后Fe-Se初始階段的反應(yīng)機(jī)理變?yōu)槎S的相邊界反應(yīng)，對應(yīng)的機(jī)理函數(shù)積分表達(dá)式為G