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本选题结合了近期铁基超导材料的研究热点和高温超导薄膜强磁场下高传输电流的应用背景，一方面开展了固相反应法制备铁基超导材料及其磁化特性的研究，采用以Fe、As、Sr以及Co金属单质为原料，按照化学计量比，通过固相反应法合成名义组分为Sr(Fe1.8Co0.2)As1.8(FeAs1.8)和Sr(Fe1.8Co0.2)As1.85(FeAs1.85)的As欠位铁基超导体；另一方面，利用脉冲激光沉积制备高密度人工钉扎中心的准多层膜，使用脉冲激光沉积方法在单晶SrTiO3基片上沉积一组由YBa2Cu3O7-δ(YBCO)and SrRuO3(SRO)组成的准多层膜，其名义组分为p×(YBCO(m)/SRO(n))(其中p代表重复周期，m代表YBCO的沉积脉冲数，n代表SRO的沉积脉冲数)。然后对上述两类超导样品进行全面的传输和磁化特性测量。主要研究内容和成果如下：
1、通过X射线衍射分析确定了FeAs1.85和FeAs1.8样品均形成了与母体SrFe2As2类似结构的多晶相，表明本文应用的As欠位虽然影响FeAs层的结构，但是并未影响到多晶样品的整体结构。电阻和直流磁化率测量显示超导临界温度均为19K，与标准的Co掺杂的FeAs-122体系超导体相比，As缺位导致了超导转变温度的降低。这可能是由于As缺位引起FeAs层的微小晶格畸变而诱导的超导超导电性的压制。
2、由温度依赖的交直流的磁化实验，观察到As缺位的差别导致明显不同磁序和磁相转变特性。对于FeAs1.85，由磁化率随温度的变化发现反铁磁序由于As位的缺失受到明显抑制，相变温度由通常的200K降到122K，而As缺位稍多些的FeAs1.8却根本不出现反铁磁相变。显然反铁磁序和自旋密度波受到As位的影响较大，这可能是As位欠缺影响了Fe原子低能态的3d轨道电子自旋的定向排列，进而使组分控制的磁序状态起主动作用。
3、不同温度下的磁阻测量显示样品即使在低场下也存在大的磁通耗散行为，表现为加磁场后零电阻率随温度向低温移动较大，或者低温下磁电阻仍不为零，在交流磁化率的交流损耗也能够证实这一耗散行为，对应于磁通运动损耗的极大值的虚部峰随频率的增加向高温区迅速移动，高频短的时间窗口下很快就可以观察到磁通的损耗，而在低频较大时间窗口，低温下即可呈现明显的磁通损耗。
4、通过X射线衍射结构分析，在脉冲激光沉积YBa2Cu3O7-δ/SrRuO3准多层膜中观察到由于固相反应生成新的异质相Ba2YRuO6，而YBCO的面内外织构没有明显差异，少量的SRO掺杂所生成异质相只是颗粒状，对YBCO结构不会造成大的影响。随着SRO脉冲数的增加，异质相Ba2YRuO6峰位变强，从另一方面预测了SRO脉冲数足够多时异质相可破坏YBCO外延织构。
5、YBa2Cu3O7-δ/SrRuO3准多层膜在高密度异质相存在时其超导电性得到明显的抑制，表现为Tc随SRO脉冲数大大减小。掺杂SRO所生成的异质相Ba2YRuO6为定向生长的颗粒，微量时它们对YBCO薄膜的整体结构影响不大，但是它本身的磁性或者所带来的缺陷可能会对YBCO的超导电性产生明显的抑制。而对比研究有无SRO基片修饰的两类样品得知，SRO基片修饰可能不会对结构以及超导电性产生明显影响。
6、YBa2Cu3O7-δ/SrRuO3准多层膜在不同温度50、70、77K下磁传输测量、磁阻展宽以及不可逆场温度依赖关系的结果均显示在高场下准多层膜比纯的YBCO薄膜的磁通钉扎性能得到提高。异质相的引入，可能使得超导薄膜内部产生高密度的缺陷，异质相本身或其诱导的缺陷在一定磁场下一定磁场下作为演变为磁通钉扎中心，从而提高了磁通钉扎力密度。