Investigation of Phase Relations and Reaction Pathways in Pnictide Superconductors

磷族超导体中相关系和反应路径的研究

基本信息

  • 批准号:
    1006584
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-07-01 至 2013-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

NON-TECHNICAL DESCRIPTION: In 2008 a new family of high-temperature superconductors that contain Fe and As was discovered. There has been a flurry of work on these and related pnictide superconductors (containing N, P or As) since then and the critical temperature (for operation) has been raised to 55 K. These materials are particularly interesting to the physics community because they have an intriguing combination of magnetic and superconducting properties, and they are of significance to the applied superconductivity community because they appear to have superconducting properties that may make them suitable for practical applications. However, practical applications require high-quality bulk material with clean, well-connected grain boundaries that allow supercurrent to move from grain to grain across the material. The bulk pnictide superconductors made today suffer from severely limiting current transport across grain boundaries due to multiphase mixtures that typically contain a Fe-As phase that covers the grain boundaries.TECHNICAL DETAILS: The intellectual merit of this project lies in investigating phase relations and reaction pathways to understand how to process pnictide superconductors to make high-quality bulk material that has clean, well-connected grain boundaries. Knowing what phases should be present in a sample (phase relations) and what phases are actually present (reaction pathways) guides the development of new heat treatments to make bulk samples. The resulting high-quality samples can be used to evaluate key bulk properties such as the critical current density in polycrystalline samples. This work investigates the Ba-Fe-As- Co system, which contains the Ba(Fe1-xCox)2As2 superconductor. The broader impact of this research is to involve students and teachers in research on pnictide superconductors and expose lay audiences to the wonders of superconductivity and the world of superconductor processing. Specifically, Hellstrom continues to recruit summer students from underrepresented groups and to work with K-12 teachers during the summer. He also gives talks on superconductivity at the Rotary Club and other local civic organizations.
非技术描述: 2008年,发现了一个新的含有Fe和As的高温超导体家族。从那时起,对这些和相关的磷属元素化物超导体(含有N、P或As)进行了一系列的工作,并且临界温度(用于操作)已经提高到55 K。这些材料对物理界特别感兴趣,因为它们具有磁性和超导性质的有趣组合,并且它们对应用超导社区具有重要意义,因为它们似乎具有超导性质,可能使它们适合实际应用。然而,实际应用需要具有干净、连接良好的晶界的高质量块体材料,这些晶界允许超电流在材料中从一个晶粒移动到另一个晶粒。由于多相混合物通常含有覆盖晶界的Fe-As相,因此目前制造的块状磷属元素化物超导体严重限制了电流在晶界上的传输。技术优势:本项目的智力价值在于研究相关系和反应途径,以了解如何加工磷属元素化物超导体,以制造具有干净、连接良好的晶界的高质量块状材料。了解样品中应该存在哪些相(相关系)以及实际存在哪些相(反应途径)可以指导开发新的热处理方法以制作批量样品。由此产生的高品质样品可用于评估关键的整体性能,如多晶样品中的临界电流密度。本文研究了Ba-Fe-As-Co系统中的Ba(Fe_(1-x)Co_x)_2As_2超导体。 这项研究的更广泛的影响是让学生和教师参与对磷属元素化物超导体的研究,并让非专业观众了解超导体的奇迹和超导体加工的世界。具体来说,Hellstrom继续从代表性不足的群体中招募暑期学生,并在夏季与K-12教师合作。他还在扶轮社和其他当地民间组织发表关于超导性的演讲。

项目成果

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  • 通讯作者:
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  • 批准号:
    1530614
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 37.11万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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  • 批准号:
    264531645
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 37.11万
  • 项目类别:
    Research Grants
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知道了