超导材料和重费米子材料具有奇异的物理性质,自发现以来一直是凝聚态物理研究的热门领域。到目前为止,已知的超导材料可以分为四类:1.简单金属和合金超导体;2.有机超导体;3.重费米子超导体;4高温非常规超导体,包括铜氧化物和铁基超导体。有机超导体结构简单,重量较轻,在超导机制的研究和实际应用上都有很大的潜在价值。已经发现的通过掺杂等手段可以实现超导的有机材料有石墨,碳纳米管,金刚石,富勒烯C₆₀,芳香烃,有机盐。在本文中我们对未被研究过超导性质的玻璃碳材料进行了一系列碱金属和碱土金属的掺杂,并发现了K、Ca掺杂后的玻璃碳出现超导。制备了高质量的石墨纤维和石墨烯薄膜,并实现了Ca的插层,得到了大尺寸的超导材料。重费米子材料中局域磁矩和传导电子的耦合作用,使其拥有许多新奇的物理性质,是凝聚态物理学的重要研究方向之一。重费米子超导体的不属于电声耦合作用诱导的常规超导体。我们制备了AlB₂结构的YbPtAs,并系统研究了它的物理性质,发现它是具有反铁磁相变的重费米子材料,在我们所能测量的温度范围内没有出现超导。本文主要包含以下内容:1.介绍了超导的发展和有机超导材料的研究现状,以及重费米子材料的主要特点,局域磁矩与传导电子耦合产生的近藤效应和RKKY交换作用。2.以酚醛树脂为原料高温碳化制备了玻璃碳材料,玻璃碳由类似于C₆₀碎片的无序、卷曲的石墨烯构成。通过固相反应对玻璃碳进行碱金属和碱土金属的掺杂,得到了具有超导转变的KGC₈和CaGC₆。其中KGC₈的超导转变温度T_c=8K,远大于石墨插层化合物KC₈的T_c=0.55 K,T_c的差异与两种碳基材料的不同结构有关。CaGC₆的T_c=9.2 K,接近石墨插层化合物CaC₆的T_c=11.5 K。这是第一次在玻璃碳中实现超导。3.根据湿法纺丝原理制备了石墨纤维和石墨烯薄膜,石墨纤维由石墨烯沿轴向无序折叠而成,存在很多的褶皱结构;石墨烯薄膜是石墨烯层堆叠构成,具有褶皱和波纹状结构。通过蒸气法分别对石墨纤维和薄膜进行Ca插层,均实现了11 K的超导转变。经过Ca插层,石墨纤维和薄膜由银灰色变为金黄色,反应后的样品形态完整,并保持原材料的柔韧性。这两种轻质的超导材料具有广阔的应用前景。4.通过固相反应制备了YbPt As多晶,Pb做助溶剂生长了YbPtAs单晶,YbPtAs的结构和SrPtAs类似,是非中心对称的AlB₂结构。Yb离子在YbPtAs中是+3价,在奈尔温度T_N1=6.5 K和T_N2=2.2 K时出现反铁磁转变。我们在电阻的100 K附近发现近藤反常行为。根据磁有序出现之前的比热数据得到YbPtAs的比热系数γ=213 mJmol^-1K^-2,远高于参照物LuPtAs的γ=3.4 mJmol^-1K^-2,表明YbPtAs是一种新型的重费米子材料。