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摘 要

随着铁基超导体的发现，世界上很多实验组对这一体系进行了深入的研究和探索，发现了很多新的物理现象。本课题对“122”体系EuFe₂(As_1-xP_x)₂进行研究。我们首先通过XRD，EDX确定样品的结构和组分。然后通过电输运测量选择出高质量的单晶样品，并确定超导相变及磁相变的特征温度。在实验中，Eu² 的磁有序被发现存在于超导转变温度以下，为了更深入的研究Eu² 的磁有序对超导母体样品的影响，我们通过转矩磁力计（一种强大的热力学测量手段，对于样品中存在的各向异性性质的探测十分敏感。）在母体样品EuFe₂As₂中测量到Eu² 磁有序的信号，并通过傅立叶变换进行更加细致的分析发现随着磁场的不断加强Eu² 磁有序与正常态表现出明显的竞争机制。

关键词：EuFe₂(As_1-xP_x)₂，各向异性，磁转矩，Eu² 磁有序

Anisotropy of iron-based superconductors EuFe₂(As_1-xP_x)₂ single crystals

Abstract

Since the discovery of iron-based superconductors, many researches and investigations have been done on the properties of this system, and many novel physical phenomenon found. In this research we study iron pnictide EuFe₂(As_1-xP_x)₂ belong to“122” system. Firstly, the crystallographic structure and components were confirmed by XRD and EDX respectively. Secondly we sifted high quality single crystal by measurement of electric transport ，and then determine the characteristic temperature of superconducting transition and magnetic phase transition respectively. The result display that the magnetic ordering of Eu²  exist under the superconducting transition temperature. In further investigation, we study the Eu² magnetic ordering in parent sample via torque magnetometer, which is a powerful thermodynamic tool sensitive to anisotropy. More detailed studies by Fourier transform concluded that competition mechanism exists between magnetic order and normal state with increasing magnetic filed.

Keywords: EuFe₂(As_1-xP_x)₂，Anisotropy，magnetic torque，Eu² moments order

目录

第一章 绪 论 2

1.1引言 2

1.2铁基超导体 2

1.2.1 高温超导体与常规超导体物性及理论对比 2

1.2.2 铁基超导体体系与晶体结构 3

1.2.3 铁基超导体超导电性和晶体结构的关联 4

1.3 “122”体系铁基超导体 5

1.3.1 “122”体系的研究进展 5

1.3.2“122”体系的母体材料 6

1.4 本课题的研究目的和主要研究内容 6

第二章 实验方法 7

2.1 晶体的制备 7

2.2 晶体结构的基本表征 7

2.2.1 XRD 7

2.2.2 EDX 7

2.3电输运测量 8

2.4磁转矩测量 8

第三章 EuFe₂(As_1-xP_x)₂的制备与物性研究 9

3.1 EuFe₂(As_1-xP_x)₂ 的生长方法 9

3.2 EuFe₂(As_1-xP_x)₂的物性研究 9

3.2.1结构表征数据分析 9

3.2.2电输运数据分析 11

3.2.3 EuFe₂As₂母体的磁转矩数据分析 12

第四章 总结 19

致 谢 20

参考文献（References） 21

第一章 绪 论

1.1引言

1911年, 著名实验物理学家卡末林·昂内斯首次观察到Hg在4.2K左右电阻消失为零的物理现象，踏出了低温物理研究领域的第一步，开启了超导物理世界的大门。超导的发现被誉为20世纪最伟大的科学发现之一。

在超导现象发现后的接下来半个世纪的时间，超导机理成了物理学界最大的谜题，物理学家们投入了大量的时间、精力去研究探索，在1957年，巴丁、库伯、施里弗三位物理学家提出的BCS理论才清晰地揭示了的超导起因，定性地解释了超导体零电阻特性、迈纳斯效应、超导比热等物理现象，定量的计算结果验证了实验所得的结果，不仅如此，它还预言了新的效应。 所以这一理论也被誉为自从量子力学发展以来对理论物理学的最大贡献之一^[1]。

与普通导体相比较，超导的优点显而易见：首先这种材料没有能量损耗，不需要考虑材料的散热问题，即使用很小的超导磁体也可以产生很大功率的磁场。在资源极其匮乏的当今社会，超导体具有的特殊的超导电性对于节省能源有着十分重大的意义。由于已发现的常规超导体的超导转变温度过低，苛刻的超导转变条件使得人们不断改进工艺寻找在较高温度可以发生超导转变的超导材料。

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