鐵基超導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀與展望

鐵基超導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀與展望

1x-結(jié)合ceo1-xxfeas超導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)2008年2月，日本科學(xué)家霍森-智庫聯(lián)合主任報(bào)道了一種打破立極溫度26k的鐵基超導(dǎo)體。該雜志立即引起人們對(duì)該天氣系統(tǒng)的高度關(guān)注。例如，美國科學(xué)研究院（nationalacademyoftechnology）稱，新發(fā)現(xiàn)鐵基超導(dǎo)材料是高溫導(dǎo)電研究領(lǐng)域的一個(gè)重要進(jìn)展，它將激勵(lì)著物理和材料世界在新領(lǐng)域的溫暖。中國國家圖書館近年來在新的高度開展了良好的研究工作，在新的高溫干預(yù)研究方面發(fā)揮了重要作用：2008年3月初，中國科學(xué)院物理研究所王南林研究組迅速合成了lafaaso0.9f0.1-uf064多晶樣品，并測(cè)量了它們的基本物理性質(zhì)。3月中旬，中國科學(xué)院物理研究所聞?；⒀芯拷M成功合成了第一種空孔雜交鐵基材料le1-xsrxfea。3月25日和26日，中國科學(xué)研究院陳志輝研究組和中國科學(xué)院物理研究所王南林研究組的結(jié)果表明，它們?cè)谂R界溫度超過40k的情況下具有超性。3月，中國科學(xué)院物理研究所趙仲賢研究組發(fā)現(xiàn)了ndo0.85-f0.15f和pro0.85f0.15f類樣品的超標(biāo)轉(zhuǎn)化溫度約為50k。4月中旬，采用高壓合成技術(shù)合成了具有氧位移的smfea1-xgg和ndo1-xfea。這些樣品的最大延遲轉(zhuǎn)換溫度可達(dá)55kv。結(jié)果表明，g1-x射線組的最高延遲為56k。2008年6月,德國的Johrent研究組合成了一種新型鐵基母體材料BaFe2As2,并證明該母體材料具有反鐵磁和結(jié)構(gòu)相變,通過K替代Ba離子,又得到了轉(zhuǎn)變溫度達(dá)38K的(Ba1-xKx)Fe2As2超導(dǎo)體.隨后美國休斯頓大學(xué)朱經(jīng)武小組通過K或者Cs摻雜SrFe2As2,也獲得了37K的超導(dǎo)電性.緊接著,另外兩個(gè)鐵基母體材料CaFe2As2,EuFe2As2陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),通過堿金屬摻雜同樣獲得了空穴型超導(dǎo)體[13~15].2010年底,中國科學(xué)院物理研究所陳小龍課題組通過在FeSe層之間插入鉀原子,成功地合成了常壓下超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度在30K以上的KxFe2-ySe2.隨后CsxFe2Se2,RbxFe2Se2也合成成功,轉(zhuǎn)變溫度大致相當(dāng)[17~19].中國科學(xué)院物理研究所的靳常青小組和美國朱經(jīng)武小組首先獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了LiFeAs,這種新結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)材料與1111以及122型體系不同的是,它沒有顯出任何自旋密度波的特性,無需化學(xué)摻雜就表現(xiàn)出了超導(dǎo)特性.不久Parker等人報(bào)道成功合成了NaFeAs,也具有相同的結(jié)構(gòu).中國人民大學(xué)的陳根富小組在NaFeAs中利用P摻雜使得超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提高到30K.Fe-11是鐵基超導(dǎo)家族中結(jié)構(gòu)最為簡單的一個(gè)體系,中國臺(tái)灣吳茂昆研究小組率先發(fā)現(xiàn)了FeSe超導(dǎo)材料,其轉(zhuǎn)變溫度為8K.很快,日本的研究小組通過加高壓將FeSe的轉(zhuǎn)變溫度提高到了37K.隨后通過Te摻雜,FeSe0.5Te0.5轉(zhuǎn)變溫度也達(dá)到了15.2K.擁有和FeSe相同結(jié)構(gòu)的FeTe本身并沒有超導(dǎo)特性,但是用S原子部分代替Te原子后,其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到了10K.2008年底,聞海虎研究組首先制備出了新型鈣鈦礦型的鐵基化合物Sr3Sc2Fe2As2O5,隨后日本東京大學(xué)研究小組在Sr4Sc2Fe2P2O6中發(fā)現(xiàn)了17K的超導(dǎo)電性.聞?；⑿〗M又制備了Sr4V2Fe2As2O6,其臨界轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到37K.同時(shí),一系列其他化合物也被發(fā)現(xiàn),如(Fe2As2)(Ba4Sc3O7.5),(Fe2As2)(Can+1(Sc,Ti)nOy)(n=3,4,5)等.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)體已有近百種.2載流子庫層的鐵基超導(dǎo)體目前發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)體均具有相似的結(jié)構(gòu),如都含有Fe和氮族(P,As)或硫族元素(S,Se,Te)按1:1的原子比組成的導(dǎo)電層,這兩種元素在層內(nèi)構(gòu)成正四面體,Fe位于正四面體中心,氮族(P,As)或硫族元素(S,Se,Te)位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn).導(dǎo)電層和為導(dǎo)電層提供載流子的載流子庫層交叉堆疊在一起就構(gòu)成了鐵基超導(dǎo)體的三明治結(jié)構(gòu).各種結(jié)構(gòu)鐵基超導(dǎo)體的不同之處在于載流子庫層不同.導(dǎo)電層直接堆疊到一起就形成11型鐵基超導(dǎo)體;導(dǎo)電層由兩層堿金屬原子隔開就形成了111型鐵基超導(dǎo)體;如果載流子庫層是一層堿土金屬原子,就形成了122型鐵基超導(dǎo)體;如果載流子庫層由稀土元素和氧元素按原子比1:1組成,就形成了1111型鐵基超導(dǎo)體;此外載流子庫層還可以由更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組成.截止到目前,已發(fā)現(xiàn)了5種結(jié)構(gòu)以上的鐵基超導(dǎo)體,如圖1所示.分別是:(1)以FeSe和FeTe為代表的化合物,簡稱11相;(2)以LiFeAs,NaFeAs為代表的化合物,簡稱111相,具有PbFCl結(jié)構(gòu)(空間群為P4/nmm);(3)以SrFe2As2,BaFe2As2,KFe2Se2為代表的化合物,簡稱122相,屬于ThCr2Si2型四方晶系結(jié)構(gòu)(空間群為I4/mmm);(4)以LaFeAsOF,SmFeAsOF為代表的化合物,簡稱1111相,屬于ZrCuSiAs四方晶系結(jié)構(gòu)(空間群為P4/nmm);(5)新型鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)超導(dǎo)體,如以Sr3Sc2O5Fe2As2為代表的32522相、以Sr4Sc2O6Fe2P2為代表的42622相、以及以La3O4Ni4P2為代表的3442相等.其中對(duì)前4種化合物的研究較多,這些晶體結(jié)構(gòu)體系從1111–122–111–11相,其二維特性減弱、三維特性增強(qiáng),超導(dǎo)最高臨界轉(zhuǎn)變溫度也逐漸降低.一般情況下,二維特性越強(qiáng),其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度也相應(yīng)越高.隨著新型鐵基超導(dǎo)體的不斷涌現(xiàn)和臨界轉(zhuǎn)變溫度的不斷提高,對(duì)鐵基超導(dǎo)材料應(yīng)用方面的研究也逐步展開.首先是Hunte等人報(bào)道了LaFeAsO1-xFx的上臨界場(chǎng)Hc2(0)高達(dá)100T,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了順磁極限.隨后的研究發(fā)現(xiàn)LnOFeAs1-xFx(Ln=Sm和Nd)具有更高的Hc2,甚至超過了200T[39~41].Yamamoto等人利用磁化和磁光法對(duì)SmFeAsO1-xFx和NdFeAsO1-xFx的臨界電流傳輸特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究,發(fā)現(xiàn)鐵基超導(dǎo)體在5K,自場(chǎng)條件下的晶粒間臨界電流密度Jc可以達(dá)到103~104A/cm2,比多晶銅氧化物超導(dǎo)體要高兩個(gè)數(shù)量級(jí),展現(xiàn)出了令人樂觀的應(yīng)用前景.3鐵基超導(dǎo)體的管針對(duì)鐵基超導(dǎo)體優(yōu)異的超導(dǎo)特性,為了探索其在諸如高場(chǎng)磁體等方面的應(yīng)用,研究者開始嘗試制備鐵基超導(dǎo)線帶材.2008年4月,中國科學(xué)院電工研究所的馬衍偉研究小組采用粉末裝管(PIT)方法研制出世界上第一根新型鐵基超導(dǎo)線材——LaO1-xFxFeAs線材,如圖2所示.在此基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化工藝條件,又分別于2008年6月和2009年2月制備出了臨界轉(zhuǎn)變溫度為52K的SmFeAsO1-xFx線材和35K的Sr0.6K0.4FeAs線材,并采用磁化法測(cè)量了超導(dǎo)芯的臨界電流密度.雖然當(dāng)時(shí)在四引線法測(cè)量中并沒有檢測(cè)到傳輸電流,但是這些工作為鐵基超導(dǎo)線帶材的研究和發(fā)展奠定了基礎(chǔ).截止到目前,已經(jīng)成功制備了包括1111,122,11在內(nèi)的3種體系的鐵基超導(dǎo)線帶材.3.11提高sm1111超導(dǎo)體相純度繼2008年4月世界上首根鐵基超導(dǎo)線材被成功制備后,西南交通大學(xué)超導(dǎo)中心在8月份報(bào)道了SmFeAsO0.8F0.2線材中晶內(nèi)臨界電流密度的峰值效應(yīng)同時(shí)采用磁化法對(duì)晶間臨界電流密度進(jìn)行了研究結(jié)果顯示晶間Jc幾乎為零.2009年10月,美國弗羅里達(dá)高場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室的Kametani等人進(jìn)行了塊狀多晶SmFeAsO0.85樣品的傳輸電流測(cè)試,發(fā)現(xiàn)Fe-As相以及微裂紋的存在是制約多晶樣品傳輸電流的重要因素.以上研究突出顯示了多晶鐵基超導(dǎo)體在研究的起始階段面臨的晶界弱連接問題.2010年2月,Wang等人通過降低燒結(jié)溫度,采用原位法成功制備了Jc約為1300A/cm2(4.2K,自場(chǎng))的Sm1111線材.這也是世界上首次在1111體系的線帶材中獲得傳輸電流.隨后先位粉末裝管法也在Sm1111線材制備上取得了成功.2011年,Fujioka等人通過先燒結(jié)先驅(qū)粉,而后補(bǔ)充F的方式制備的線材的Jc可以達(dá)到4000A/cm2.2011年底,Wang等人進(jìn)一步優(yōu)化了先驅(qū)粉的制備工藝,將Sm1111體系的帶材樣品的Jc提高到4600A/cm2,這是目前世界上在1111體系的線帶材樣品中得到的最高數(shù)值.Sm1111多晶樣品中存在大量雜質(zhì)和裂紋等缺陷,在超導(dǎo)體內(nèi)部形成了超導(dǎo)電流阻斷網(wǎng)絡(luò).目前發(fā)現(xiàn)的雜質(zhì)主要有FeAs和Sm2O3,其中FeAs化合物存在于晶粒邊界,這對(duì)其超導(dǎo)電流的阻礙作用十分突出,一些電流的傳輸路徑在非常低的外場(chǎng)(0.1T)下就迅速消退甚至消失.因此提高Sm1111超導(dǎo)體相純度是當(dāng)前進(jìn)一步提高1111體系線帶材臨界電流密度的一個(gè)重要研究方向.3.21鐵基超導(dǎo)體的晶界相對(duì)于1111體系鐵基超導(dǎo)線帶材緩慢的研究進(jìn)展,122體系鐵基超導(dǎo)線帶材的臨界電流密度提高很快,不斷創(chuàng)出新高.2009年底,Wang等人采用銀作為包套材料,解決了由于與包套反應(yīng)導(dǎo)致的超導(dǎo)芯中雜質(zhì)相較多的問題,首次在Sr122線帶材上測(cè)得傳輸電流.而采用Ag作為添加劑后,由于晶粒連接性的提高,以及對(duì)晶界雜質(zhì)層的抑制作用,線帶材的臨界電流密度得到了很大的提高,如在4.2K下,Jc提高到了1200A/cm2.為了通過提高超導(dǎo)芯致密度和結(jié)晶性來進(jìn)一步提高線帶材的臨界電流密度,Qi等人采用先位法制備了Sr122線材,Jc達(dá)到3750A/cm2.2011年初,Wang等人在透射電子顯微鏡(TEM)中發(fā)現(xiàn),多晶Sr122樣品的晶界中存在無定形雜質(zhì)和富氧雜質(zhì).所以凈化晶界成為人們提高鐵基超導(dǎo)線帶材臨界電流密度的一個(gè)重要途徑.2011年2月,Togano等人采用銀作為包套材料和添加劑,制備了Jc約為104A/cm2的Ba122線材.8月,Wang等人在軋制后的帶材樣品中發(fā)現(xiàn)了Sr122晶粒的織構(gòu)化取向,這為解決多晶鐵基超導(dǎo)材料的晶界弱連接問題提供了一種新思路.10月,Gao等人通過引入Sn作為添加物并進(jìn)一步強(qiáng)化超導(dǎo)芯織構(gòu)化程度的辦法,將Sr122帶材的Jc提高到2.5×104A/cm2.目前看來,122體系的鐵基超導(dǎo)線帶材的制備工藝已經(jīng)十分成熟,如日本東京大學(xué)的Ding等人采用先位法也成功制備了高性能的122體系線材,其中未添加和添加銀的Ba122線材的Jc分別達(dá)到了104和1.3×104A/cm2.最近,美國弗羅里達(dá)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室報(bào)道了采用銅/銀作為包套材料,利用熱等靜壓工藝制備的Ba0.6K0.4Fe2As2線材,其Jc在4.2K和0T條件下達(dá)到105A/cm2,但在10T磁場(chǎng)下Jc衰減為~8500A/cm2.而中國科學(xué)院電工研究所通過普通先位粉末裝管法在錫摻雜的Sr0.6K0.4Fe2As2帶材上獲得了更高的性能,如其Jc在4.2K和10T條件下仍然高達(dá)1.7uf0b4104A/cm2.這是世界上在鐵基超導(dǎo)線帶材方面獲得的最高數(shù)值,極大增強(qiáng)了人們對(duì)鐵基超導(dǎo)線帶材實(shí)用化的信心.在提高樣品超導(dǎo)相純度和減小晶界失配角度后,在122體系的線帶材的臨界電流密度有望得到進(jìn)一步提高.3.31鐵基超導(dǎo)體的臨界電流密度測(cè)量11系鐵基超導(dǎo)體由于其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度低(8.5K)因此并未受到足夠的重視.但鑒于11體系鐵基超導(dǎo)體具有簡單的晶體結(jié)構(gòu),并不含有毒性元素,是環(huán)境友好材料,因此也值得關(guān)注.目前日本國立材料研究所(NationalInstituteofMaterialsScience)針對(duì)該體系的線帶材開展了較為系統(tǒng)的研究.2009年6月,日本國立材料研究所采用原位粉末裝管,然后退火擴(kuò)散的方法制備了臨界轉(zhuǎn)變溫度為11K的Fe(Se,Te)超導(dǎo)帶材,并采用四引線法測(cè)量了它的傳輸電流,Jc達(dá)到100A/cm2(4.2K).2011年同一研究組的Ozaki等人又報(bào)道了采用粉末裝管法制備的單芯和多芯FeSexTe1-x線材,4K時(shí)的Jc高達(dá)1000A/cm2.經(jīng)過幾年的發(fā)展,鐵基超導(dǎo)線帶材制備性能提高方面的研究取得了顯著的進(jìn)展,鐵基超導(dǎo)體展現(xiàn)了較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用前景.整體來說,1111體系中的晶界弱連接行為表現(xiàn)的最為突出,臨界電流隨磁場(chǎng)增加下降較快.這一方面與1111體系中元素多、成分復(fù)雜有關(guān),又與合成溫度高、F元素易丟失有關(guān)從目前研究結(jié)果看,合成工藝的改進(jìn)將是提高1111體系臨界電流密度的一個(gè)重要研究方向.相對(duì)于1111體系,122體系的臨界電流密度已經(jīng)接近實(shí)際應(yīng)用需要,如通過采用織構(gòu)化和化學(xué)摻雜的工藝相結(jié)合,該體系的Jc在4.2K,10T條件下已經(jīng)接近2uf0b4104A/cm2122體系線帶材的臨界電流密度在通過提高超導(dǎo)芯超導(dǎo)相純度的基礎(chǔ)上有望得到進(jìn)一步提高.11體系晶格結(jié)構(gòu)最簡單,電流密度滿足要求后有望在電子行業(yè)發(fā)揮作用.圖3顯示了中國科學(xué)院電工研究所在122鐵基超導(dǎo)線帶材臨界電流密度提高方面取得的一系列進(jìn)展,可以看出鐵基線帶材的臨界電流密度得到不斷提高,逐漸接近實(shí)用化要求.4鐵基超導(dǎo)體薄膜的開發(fā)針對(duì)鐵基超導(dǎo)材料普遍存在的晶界弱連接問題,人們開始開發(fā)易于織構(gòu)化控制的鐵基超導(dǎo)薄膜,并已經(jīng)成功制備1111,122,11體系的超導(dǎo)薄膜.4.11pld法制備ndfeaso超導(dǎo)膜1111體系的薄膜首先由Hiramatsu等人制備.他們采用物理激光沉積(PLD)方法在MgO(面內(nèi)晶格失配>4%)、MgAl2O4(面內(nèi)晶格失配>0.1%)和(La,Sr)(Al,Ta)O3(LSAT,面內(nèi)晶格失配<4%)等3種單晶基板的(001)面上沉積了原位外延生長的LaFeAsO膜.X射線衍射(XRD)測(cè)試結(jié)果表明,該薄膜具有良好的c軸取向和面內(nèi)取向.但是電阻測(cè)試表明,在780℃沉積的薄膜中,由于F沒有有效的取代O元素,電阻曲線與未摻雜樣品相似.雖然他們還嘗試了通過O空位的方法來制備超導(dǎo)薄膜,但是沒有獲得成功.隨后不久,Backen等人通過PLD法制備了雙軸織構(gòu)的LaFeAsO超導(dǎo)膜.首先在室溫下的MgO和LaAlO3-(LAO,001)基板上制備了600nm厚的LaFeAsOF膜,然后對(duì)樣品進(jìn)行了4h1030℃的退火后,樣品的臨界轉(zhuǎn)變溫度約為11K,但未觀察到零電阻轉(zhuǎn)變.2010年,通過優(yōu)化薄膜的退火工藝,如降低氧偏壓等,Haind等人成功制備了LaFeAsOF多晶膜,并將該類超導(dǎo)膜的起始轉(zhuǎn)變溫度和零電阻轉(zhuǎn)變溫度分別提高到了28和20K,這是首次得到具有零電阻轉(zhuǎn)變的超導(dǎo)膜但是該制備方法得到的薄膜具有顯著的弱連接特性其自場(chǎng)Jc也僅在1000A/cm2量級(jí).Kidszun等人采用同樣的工藝制備了200nm厚的外延膜,并進(jìn)一步改善了退火氛圍,得到了臨界轉(zhuǎn)變溫度約為25K的樣品.2010年,Kawaguchi等人報(bào)道了使用分子束外延生長(MBE)工藝在GaAs(001)基板上制備的NdFeAsO(Nd1111)薄膜.在早期的實(shí)驗(yàn)中,雖然使用了含F(xiàn)的NdF3作為原料,制得的薄膜卻表現(xiàn)了半導(dǎo)體行為的電阻轉(zhuǎn)變,意味著F未能成功替代進(jìn)入晶格.在隨后的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)薄膜生長時(shí)間大于3h后樣品中的雜質(zhì)如NdOF等開始出現(xiàn),但當(dāng)延長制備時(shí)間超過5h,得到了起始轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到48K的超導(dǎo)膜.他們進(jìn)一步分析了樣品中的F含量,證實(shí)F僅存在于沉積時(shí)間大于5h的樣品中.根據(jù)對(duì)NdOF層作用的分析他們制備了NdOF/Nd1111雙層結(jié)構(gòu)膜來增加F的替代量,最終在CaF2基板上得到了起始轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)50K的超導(dǎo)膜.4.21薄膜的制備由于122體系中不含容易揮發(fā)的F元素,因此122體系的超導(dǎo)膜相對(duì)來說較容易制備.所以有關(guān)122體系超導(dǎo)膜的研究較其他體系多得多.最早的超導(dǎo)122體系外延生長超導(dǎo)膜在2008年由Hiramatsu等人在LSAT單晶基板上制得.他們采用脈沖激光沉積法制備的Co摻雜的SrFe2As2(Sr122:Co)膜在基板溫度為700℃時(shí)起始轉(zhuǎn)變溫度為20K,在4.2K和零場(chǎng)時(shí)的傳輸電流約10~20kA/cm2.但是該類超導(dǎo)膜對(duì)濕度非常敏感.與之相比,2009年Katase等人采用PLD工藝在700℃制備的Ba122:Co薄膜卻十分穩(wěn)定.通過提高靶材的純度,他們?cè)贚SAT和MgO基板上均得到了轉(zhuǎn)變寬度為1.1~1.3K,Jc在4K和自場(chǎng)下達(dá)到1~4MA/cm2的超導(dǎo)膜.Iida等人采用PLD法,分別在SrTiO3(STO),LSAT和LAO基板上制備了Co-Ba122薄膜,發(fā)現(xiàn)晶格常數(shù)c/a比值與樣品的起始轉(zhuǎn)變溫度有關(guān).2009年,Choi等人和Maiorov等人同樣采用PLD法成功制備了SrFe1.8-Co0.2As2薄膜.采用緩沖層工藝同樣可以制備高質(zhì)量的CoBa122外延薄膜.Lee等人通過在LSAT或者其他基板上沉積一層STO或者BaTiO3(BTO)緩沖層,PLD制備的薄膜的外延質(zhì)量得到顯著提高,該薄膜顯示了非常強(qiáng)的c軸取向,Jc也高達(dá)4.5MA/cm2.Iida等人采用Fe作為緩沖層也取得了成功.與他們之前所制備的薄膜相比,薄膜的臨界電流得到了很大提高.如當(dāng)Fe緩沖層在15nm時(shí),制得薄膜的Jc在12K和自場(chǎng)條件下可達(dá)0.45MA/cm2.K摻雜的Sr(Ba)122體系雖然具有較高的臨界轉(zhuǎn)變溫度,但由于K的強(qiáng)揮發(fā)性和反應(yīng)活性,所以該類超導(dǎo)膜成功制備時(shí)間較晚.2010年Lee等人采用PLD法首先成功制備了K-Ba122薄膜.首先在LAO(001)和uf061-Al2O3(0001)基板上沉積未摻雜的Ba122膜,然后在K氣氛下經(jīng)過6h700℃的退火后,薄膜顯示了良好的c軸取向性,其起始轉(zhuǎn)變溫度也高達(dá)40K.隨后Takeda等人采用MBE法,原位成功制備了外延生長的K-Ba122薄膜.4.31薄膜的制備及鐵基超導(dǎo)體薄膜的應(yīng)用11體系的超導(dǎo)體的臨界轉(zhuǎn)變溫度較低,但是其晶格結(jié)構(gòu)簡單,而且臨界轉(zhuǎn)變溫度可以通過施加壓力來提高,所以人們期望通過晶格失配的基板來獲得高性能的11體系外延生長膜.Wu等人率先取得了成功,他們采用PLD法在MgO(001)單晶基板上制備了零轉(zhuǎn)變溫度在12K左右的FeSe0.5Te0.5薄膜.Wang等人在2009年制備了FeSe薄膜,他們?cè)?00℃的MgO基板上沉積了100nm厚的薄膜,電阻轉(zhuǎn)變溫度~9K.Jun等人采用PLD法,在Al2O3STO,以及LAO基板上均制備得到了臨界轉(zhuǎn)變溫度接近于塊材樣品的FeSe薄膜.2009年Si等人采用PLD法在STO基板上生長的FeSe0.5Te0.5薄膜,由于晶格常數(shù)c較顯著的減小而獲得了接近17K的臨界轉(zhuǎn)變溫度.2010年,Huang等人采用PLD工藝在310℃的MgO基板上制備了厚度約為400nm的FeSe0.5Te0.5薄膜,臨界轉(zhuǎn)變溫度約為15K.Bellingeri等人則在LAO,STO及Y加強(qiáng)的ZrO基板上獲得了高質(zhì)量的外延生長膜,臨界轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)21K,超過常壓下制備的塊材樣品與其他體系的超導(dǎo)膜相比,11體系的超導(dǎo)膜的臨界電流密度均較低,報(bào)道也比較少.但在2011年Tsukada等人報(bào)道了在CaF2基板上采用PLD法外延生長的FeSe0.5Te0.5薄膜的Jc在4.5K和10T條件下達(dá)到5.9×104A/cm2,Si等人則在帶有緩沖層的金屬基帶上制備了Jc高達(dá)104A/cm2(4.2K,25T)的FeSe0.5Te0.5織構(gòu)薄膜,這些工作顯示了FeSe0.5Te0.5較高的應(yīng)用潛力.此外,Mele等人還采用PLD法制備了F