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利用(扫描)透射电子显微镜(STEM/TEM),包括电子衍射,高分辨像(HRTEM),高角环形暗场像(HAADF),EDX分析等,并结合原位XRD和TEM技术,研究了铁基超导体的微结构特征和相变机理,并进一步分析了结构与物性之间的关系。此外,探讨球差校正TEM成像和负球差成像技术,从原子尺度研究功能氧化物的微结构特性。 1.研究AyFe2-xSe2(A=K,Rb)超导材料的微结构特征和成相机理。KyFe2-xSe2样品中存在两种Fe空位有序结构:调制矢量为q1=1/5(3,1,0)的K2Fe4Se5相和调制矢量为q3=1/4(3,1,0)的K2Fe3Se4相。K0.8Fe1.6+xSe2(0≤x≤0.4)系列单晶样品结构和物性的系统研究给出超导样品的相分离图景:超导相以由{113}面组合而成的拉伸的截角空心八面体为基本单元(微米量级),相互连接形成超导通道,镶嵌在K2Fe3Se4反铁磁绝缘体基底中,支撑系统的超导电性。球差校正STEM研究表明超导相的组分为K0.5Fe2Se2,其调制矢量q2=1/2(1,1,0)源于K空位的有序排列。原位TEM和XRD研究表明相分离K0.8Fe1.6+xSe2的成相过程分为两步:高温均匀相的调幅分解过程和较低温度下Fe-rich区域内超导相的结晶过程。 2.利用SEM和S/TEM研究掺杂对K0.8Fe1.75Se2微结构和超导电性的影响。过渡金属Fe位掺杂可以分为两类:Ni,Co和Cr主要掺杂在q2超导相内,逐渐抑制系统的超导电性;而Cu,Mn和Zn则形成了一种新的K-M-Se相,它们最终切断超导通道,导致样品零电阻突然消失。在K0.8Fe1.75Se2-yTey样品中,Te的引入抑制了体系的相分离,导致q2超导相完全消失,最终抑制超导电性。 3.利用负球差成像方法,结合图像模拟计算,研究高温超导Bi2Sr2CaCu2O8中氧原子(氧空位/间隙氧)的分布情况以及多铁材料LuFe2O4-δ中氧缺位引起的调制结构和局域结构畸变。