[发明专利]一种单相钙氟结构的铁基超导材料及其制备方法

权利要求书

1.一种单相钙氟结构的铁基超导材料，具有准二维的层状结构，其组成用如下公式表示：

(Ca_1-xRE_x)FeAsF；

其中，0.2＜x＜0.6；

RE为La、Ce、Pr、Nd或Sm；

所述钙氟结构的铁基超导材料的空间群为P4/nmm，四方结构。

2.如权利要求1所述的单相钙氟结构的铁基超导材料，所述钙氟结构的铁基超导材料具有超导转变温度为30K-56K。

3.如权利要求1所述的单相钙氟结构的铁基超导材料，所述钙氟结构铁基超导材料属电子掺杂，其载流子浓度为10²⁰-10²²/cm³。

4.一种单相钙氟结构的铁基超导材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备前驱体：利用石英玻璃管封管法或高熔点金属封闭烧结法，制备CaAs和REAs两种前驱体样品，其中RE为La、Ce、Pr、Nd或Sm；

2)合成：取步骤1)制备好的CaAs和REAs前驱体；

将前驱体CaAs和REAs搭配一起使用，其中CaAs、REAs、Fe粉和FeF₂粉，按(1-x)∶(x)∶0.5∶0.5的摩尔比称料；其中0.2＜x＜0.6；

然后混合并研磨、压片，将所述压片密封在高真空的石英管或高熔点金属管中，并放在马弗炉中加热，以50℃/小时升温至900℃保温10-30个小时后，升温到1000℃，保持10-30小时，关闭电源，然后随炉降温，得到单相的(Ca_1-xRE_x)FeAsF钙氟结构铁基超导材料。

5.如权利要求4所述的单相钙氟结构的铁基超导材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中，利用石英玻璃管封管法或高熔点金属封管法制备前驱体包括如下具体步骤：

将As颗粒与Ca金属片，或将As颗粒与La，Ce，Pr、Nd、Sm金属片以1∶1的摩尔比混合、研磨，然后压成圆片，密封在抽过高真空的石英管或高熔点金属管中，并放在马弗炉中加热，先缓慢升温到500℃保持12小时，再在700-800℃的条件下烧结5-10小时，得到CaAs或REAs前驱体，其中RE为La，Ce，Pr，Nd或Sm。

6.如权利要求5所述的单相钙氟结构的铁基超导材料的制备方法，其特征在于，在步骤2)中抽过高真空的石英管或高熔点金属管中的真空为小于10^-5Pa。

7.如权利要求5所述的单相钙氟结构的铁基超导材料的制备方法，其特征在于，在步骤2)中还包括在高真空的石英管或高熔点金属管中充入20％或40％高纯氩气。

8.如权利要求5所述的单相钙氟结构的铁基超导材料的制备方法，其特征在于，在步骤2)中所述的研磨过程在惰性气体手套箱中进行。

9.如权利要求5所述的单相钙氟结构的铁基超导材料的制备方法，其特征在于，在步骤2)中所述的压片压力为2Mpa-6Mpa。

10.如权利要求5所述的单相钙氟结构的铁基超导材料的制备方法，其特征在于，所述的As颗粒的纯度为99％-99.99％；所述的La，Ce，Pr，Nd或Sm的颗粒纯度为99％-99.99％，Fe粉或FeF₂粉的纯度为99％-99.95％。