Pełen diagram fazowy domieszkowanego fluorem nadprzewodnika PrFeAsO1-xFx, 0 ≤ x ≤ 1

Zespół badawczy prof. Shiv J. Singha (Laboratorium Nadprzewodników i Technologii Wodorowych, NL-6) opracował diagram fazowy dla domieszkowanego fluorem związku PrFeAsO (Pr1111: PrFeAsO1-xFx), obejmujący pełny zakres domieszkowania aż do 100% fluoru (0 ≤ x ≤ 1). Stanowi to istotny wkład w zrozumienie żelazowych nadprzewodników oksypniktydowych.

Przeprowadzono systematyczne badania związku PrFeAsO1-xFx w pełnym zakresie domieszkowania fluorem, ujawniając szeroki zakres składów fluoru umożliwiający otrzymanie fazy nadprzewodzącej o strukturze tetragonalnej, w odróżnieniu od związku macierzystego, który nie wykazuje właściwości nadprzewodzących. Analiza strukturalna wykazała systematyczne zmniejszanie odległości międzyatomowych w sieci krystalicznej wraz ze wzrostem zawartości fluoru, co potwierdziły również pomiary spektroskopii Ramana oraz obliczenia z użyciem teorii funkcjonału gęstości (DFT). Wyniki wskazują na osłabienie modu fononowego Pr(A₁g) oraz wzmocnienie modu Fe(B₁g), potwierdzając skuteczne podstawienie fluoru w miejsce tlenu oraz jego istotny wpływ na dynamikę sieci krystalicznej. 

Temperatura przejścia nadprzewodzącego (Tc) osiąga wartość 52,3 K, czyli około 5 K więcej niż dotychczas raportowano dla układu Pr1111. Pomiary magnetotransportowe wykazały bardzo wysokie górne pola krytyczne Hc2 przekraczające 100 T oraz złożoną dynamikę wirów, obejmującą przejście od reżimu pojedynczych wirów do zbiorowego pinningu. Pomiary ciepła właściwego wykazały zredukowany skok, co wskazuje na silne fluktuacje nadprzewodzące oraz wielopasmowy charakter nadprzewodnictwa. Praca ta ustanawia wyraźne korelacje pomiędzy strukturą a właściwościami fizycznymi materiału oraz dostarcza spójnego opisu nadprzewodnictwa w całym zakresie domieszkowania związku PrFeAsO1-xFx.

Szczegóły opublikowanych wyników przedstawiono w pracy: Priya Singh, Konrad Kwatek, Tatiana Zajarniuk, Taras Palasyuk, Cezariusz Jastrzębski, Andrzej Szewczyk i Shiv J. Singh, „Electronic phase diagram and enhanced superconductivity in fluorine-doped PrFeAsO1-xFx”, Journal of Alloys and Compounds 1072, 188942 (2026) (Impact Factor: 6.2). https://doi.org/10.1016/j.jall...

Artykuł jest dostępny 50 dni od momentu publikacji pod linkiem: https://www.sciencedirect.com/...