Инженерия электронного спектра в новых двумерных кристаллических сверхпроводниках на основе железа.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-12-00394

НазваниеИнженерия электронного спектра в новых двумерных кристаллических сверхпроводниках на основе железа.

Руководитель Некрасов Игорь Александрович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им.П.Н.Лебедева Российской академии наук , г Москва

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-209 - Низкие температуры и сверхпроводимость

Ключевые слова Комппьютерное моделирование, высокотемпературные сверхпроводники, пниктиды железа, интерфейсы, гетероструктуры, монослои, зонные расчеты, фотоэмиссия с угловым разрешением (ARPES)

Код ГРНТИ29.19.24

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Актуальность проблемы инженерии новых высокотемпературных сверхпроводниковых (ВТСП) материалов определяется ожидаемым глобальным положительным воздействием применения новых ВТСП на окружающую среду, сохранение природных ресурсов, а также на качество жизни населения в целом. Научная новизна тематики проекта определяется следующими факторами: - Объектами исследований выбраны новые, ранее не исследованные материалы из только что открытого класса сверхпроводящих пниктидов железа (FBS), т.н. 12442 состава (например, KCa2Fe4As4F2). В ходе выполнения проекта впервые в мире будут выполнены численные расчеты зонной структуры, синтезированы кристаллы и проведены ARPES измерения зонной структуры этих новых соединений. - На основании данных измерений и расчетов, будут определены управляющие факторы, которые позволят в данных новых 12442 материалах вывести на уровень Ферми участки плоских зон с большим спектральным весом, а также поместить критическую точку топологического перехода Лифшица вблизи уровня Ферми. Тонкая подстройка зон будет проводиться с помощью внешнего гидростатического давления. Это позволит проверить теоретические предсказания о положительном влиянии этих факторов на повышение температуры сверхпроводящего перехода Tc. - Будет изучена роль спин-орбитального взаимодействия в новых сильно анизотропных (двумерных), нецентросимметричных 12442 материалах с целью достижения рекордно высоких значений верхнего критического магнитного поля Нс2. Планируемые теоретические и экспериментальные исследования будут проводиться в нескольких взаимосвязанных и взимодополняющих направлениях: 1. Синтез высококачественных материалов класса 12442 (KCa2Fe4As4F2) и 1144 (KCaFe4As4), 2. Теоретические расчеты и экспериментальное изучение зонной структуры этих соединений с последующей корректировкой параметров синтеза, 3. Тонкая подстройка зонной структуры оптимально легированных (с точки зрения ARPES и зонных расчетов) материалов класса 12442 внешним гидростатическим давлением для вывода особенностей электронного спектра на уровень Ферми для существенного возрастания температуры сверхпроводящего перехода Tc. 4. Достижение максимально возможного значения верхнего критического поля Нс2, намного превышающего предел Паули, для новых двумерных нецентросимметричных объемных кристаллов 12442 и их тонких слоев. Перечисленные исследования будут проводиться коллективом из специалистов взаимодополняющих специальностей: – физиков- теоретиков (специалистов в области численных расчетов зонной структуры), - физхимиков (специалистов в области роста и синтеза кристаллов), а также - физиков-экспериментаторов (специалистов в ARPES, туннельной спектроскопии и т.д.). Все задачи проекта, как и объекты исследований, являются новыми и исследуются впервые в мире.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ким T. K .; Перваков К. С .; Евтушинский Д.В; Джунг С.В .; Полчен, Г .; Куммер K .; Власенко В. А .; Садаков А., В; Усольцев А. С .; Пудалов В. М .; Родичев Д .; Столяров В. С .; Вялых Д. В .; Борисов В; Валенти Р.; Эрнст А .; Еремее, С. В; Чулков Е. В Electronic structure and coexistence of superconductivity with magnetism in RbEuFe4As4 PHYSICAL REVIEW B, Phys. Rev. B 103, 174517 (год публикации - 2021)
10.1103/PHYSREVB.103.174517

2. Т. Ким, К.С. Перваков, В.А. Власенко, А.В. Садаков, А.С. Усольцев, Д. Евтушинский, С. Юн, Г. Пёльхен, К. Куммер, Д. Родичев, В.С. Столяров, И.А. Головчанский, Д.В. Вялых, В. Борисов, Р. Валенти, А. Эрнст, С.В. Еремеев, Е.В. Чулков, В.М. Пудалов Новый магнитный сверхпроводник стехиометрического состава EuRbFe4As4 Успехи физических наук (год публикации - 2022)
10.3367/UFNr.2021.05.039018>

Публикации

1. Н.С. Павлов, К.С. Перваков, И.А. Некрасов Anomalous metallic oxygen band in the potential superconductor KCa2Fe4As4O2: A DFT study Computational Materials Science, v. 218, p. 111916 (год публикации - 2023)
10.1016/j.commatsci.2022.111916

2. Алена Ю. Дегтяренко, Игорь А. Каратеев, Алексей В. Овчаров, Владимир А. Власенко, Кирилл С. Перваков Synthesis andHRTEMInvestigation of EuRbFe4As4 Superconductor Nanomaterials, Nanomaterials 12(21), 3801 (год публикации - 2022)
10.3390/nano12213801

3. A. С. Усольцев, А. В. Садаков, О. A. Соболевский, В. A. Власенко, К. С. Перваков, Е. A. Полянская и Е. И. Мальцев Multiband superconductivity in SrFe2−xNixAs2 SN Applied Sciences, SN Applied Sciences volume 4, Article number: 171 (год публикации - 2022)
10.1007/s42452-022-05047-3

4. И. A. Головчанский, Н. Н. Абрамов, В. A. Власенко, К. С. Перваков, И. В. Щетинин, П.С. Джумаев, О.В. Емельянова, Д. С. Баранов, Д. С. Калашников, К. B. Полевой, В. M. Pudalov, В. С. Столяров Antiferromagnetic resonances in twinned EuFe2As2 single crystals PHYSICAL REVIEW B, Phys. Rev. B 106, 024412 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevB.106.024412

5. Н.С. Павлов, И.Р Шеин, К.С. Перваков, И.А. Некрасов Электронная структура InCo2As2 и KInCo4As4: LDA+DMFT Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, т.117 вып.1 (год публикации - 2023)

6. K. С. Перваков, Л.Ф. Куликова, А.Ю. Цветков и В. A. Власенко Novel Iron-Based Superconductor Ca0.5Sm0.5FeAsF Bulletin of the Lebedev Physics Institute, Bulletin of the Lebedev Physics Institute volume 49 (8), pages 242–246 (год публикации - 2022)
10.3103/S106833562208005X

Публикации

1. Н.С. Павлов, И.Р. Шеин, К.С. Перваков, В.М. Пудалов, И.А. Некрасов Anatomy of the Band Structure of the Newest Apparent Near-ambient Superconductor LuH3 – xNx Письма в ЖЭТФ, Т. 118. – №. 9. – С. 707. (год публикации - 2023)
10.1134/S0021364023603172