birmaga.ru
добавить свой файл

1
Исследование твёрдых растворов в системе Fe-Te-As


Соколов Сергей Александрович

Студент

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова,
химический факультет, Москва, Россия


E–mail: sokol481@rambler.ru

После открытия сверхпроводимости в соединении LaO1-xFxFeAs (Tc = 26 K, x ≈ 0.05) [1], сверхпроводящие свойства были обнаружены в схожих структурных классах железосодержащих веществ со слоями (FeAs)-. В отличие от железо-арсенидных сверхпроводников в халькогенидах железа сверхпроводящими являются незаряженные слои FeX (X-халькоген), которые не отделяются друг от друга ионами металла или оксидными слоями, в то время как в железо-арсенидных соединениях сверхпроводящими являются отрицательно заряженные слои (FeAs)-, отделённые друг от друга ионами металлов в соединениях 111 и 122 типа или оксидными слоями в соединениях 1111 типа. В халькогенидах железа присутствие нестехиометрического железа или замещение одного халькогена на другой приводит к появлению или усилению сверхпроводящих свойств. Для тетрагональной модификации селенида железа Fe1+xSe установлена узкая область нестехиометрии, в которой данное вещество проявляет сверхпроводящие свойства (Tc = 8.5 K, x ≈ 0.01) [2]. Замещение теллура на изоэлектронные серу и селен [3] в нестехиометричном теллуриде железа Fe1+xTe (0.067
Основываясь на близости атомных радиусов селена и мышьяка, а также структурном подобие слоёв FeX и (FeAs)- нами было предположено существование твёрдого раствора мышьяка в теллуриде железа со структурой α-FeTe.

Нами исследованы составы, лежащие на разрезах FeTe-FeAs, Fe1.11Te-FeAs,

Fe1.11Te-Fe2As и Fe2Te-Fe2As трёхкомпонентной системы Fe-Te-As. По результатам рентгенофазового анализа установлена различная протяжённость границ существования твёрдого раствора мышьяка в теллуриде железа со структурой α-FeTe, а также выявлено, что в зависимости от содержания мышьяка и железа в твёрдом растворе возможны фазовые переходы, вероятно, второго рода, приводящие к изменению структуры твёрдого раствора. Для уточнения структуры твёрдых растворов проведены эксперименты по выращиванию монокристаллов твёрдых растворов из расплава хлорида калия KCl. Кристаллическая структура исследована методом рентгеноструктурного анализа, который показал, что для твёрдого раствора состава Fe1.08Te0.96As0.04 характерна сверхструктура, выраженная утроенным параметром “с” относительно исходного теллурида железа и определённая чередованием слоёв FeX (X- Te, As) с различным содержанием мышьяка и различным содержанием железа между слоями.


Работа поддержана РФФИ, грант № 10-03-00681а.

Литература


  1. Y. Kamihara, T. Watanabe, M. Hirano, H. Hosono. Iron-Based Layered Superconductor La[O1-xFx]FeAs (x = 0.05-0.12)with Tc = 26 K // J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 3296-3297

  2. A.J. Williams, T.M. McQueen, R.J. Cava. The Stoichiometry of FeSe // Solid State Commun., 2009, 149, 1507-1509

  3. K.W. Yeh, C.T. Ke, T.W. Huang, T.K. Chen, Y.L. Huang, P.M. Wu, M.K. Wu. Superconducting FeSe1-xTex Single Crystals Grown by Optical Zone-Melting Technique // Crystal Growth & Design, 2009, 9, 4847-4851