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三元超导化合物R5T4X10(其中R=Sc,Y,Lu;T=Co,Rh,Ir,Os;X=Si,Ge)属于Sc5Co4Si10型结构,是简单四边形结构,空间群P4/mbm。这种结构的最大特点是不含TM(过渡金属)-TM键,所以与其他三元超导化合物不同,其超导性与过渡金属团簇无关。这些硅化物通常表现出电荷密度波和磁性或超导性的共存特性,但Sc5Ir4Si10却没有表现出电荷密度波,而表现出最高的超导转变温度(Tc约为8.5K),是唯一的例外。本文通过电测量和磁测量研究了Sc5Ir4Si10超导材料包括电阻、磁化强度、临界电流密度、上临界场等在内的物理性质,着重研究了其比热性质以及配对机制问题,主要内容如下:
1.采用扫描电镜(SEM)观察了样品的表面形貌,并分析其物质组成;用X射线衍射(XRD)衍射峰根据Bragg公式计算得出晶面间距,从而确定样品为c轴取向样品。
2.用四引线法测量样品的电阻温度关系,确定样品的超导转变温度,并用Bloch-Gruneisen公式对R-T。曲线进行了拟合。
3.通过磁测量确定样品的临界电流密度,从而计算出钉扎力,并对钉扎力进行了简单标度,推测其对简单标度的偏离是因为顺磁中心的影响;根据实验测得的M-T曲线得出上临界场与温度的关系曲线,上临界场的各向异性说明其为层状超导结构,随后我们并根据WHH模型对Hc2-T曲线进行了拟合。
4.采用4-Einstein峰拟合品格比热的方法对高温部分进行处理,成功地分离了晶格比热和电子比热。低温下的比热用德拜模型拟合晶格比热。零场下分离出的的电子比热与s波理论曲线较接近。在加外磁场时,低温下的比热有一个剩余项,推断可能为顺磁中心引起的Schottky项。加外场时的总比热减去晶格比热和剩余项后的电子比热与s波理论曲线吻合得很好。