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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 심우영
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 연세대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수114
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 연구에서는 대표적인 철 기반 초전도체 중에 하나인 FeSe계에 알칼리 금속 또는 알칼리 금속-암모니아 복합체를 층간 삽입하여, 전자 도핑 효과와 결정구조상의 변화를 유도시킴으로써 초전도성을 향상시켰던 기존의 연구들에서, 한 단계 더 나아가 화학적인 방법을 통해 층간 삽입되어 있는 알칼리 금속 또는 알칼리 금속-암모니아 복합체를 층간 탈삽입 시켰을 때, FeSe의 초전도성의 변화에 대해 연구하였다.
고온 고상 반응을 통해 알칼리 금속(K, Rb)을 층간삽입 시킨 FeSe는 알칼리 금속의 층간 삽입 과정에서 과도한 전자 도핑으로 인해 상 분리 현상과 Fe vacancy ordering 현상이 발생하였다. 또한 극성 용매를 이용한 선택적 에칭 방법으로 알칼리 금속(K)을 층간 탈삽입 시켰을 때, 알칼리 금속의 층간 삽입과정에서 생긴 상 분리 현상이 탈삽입 된 FeSe에 영향을 미침으로써 FeSe는 초전도성을 상실하고 반강자성 자기특성을 나타냈다. 따라서 층간삽입 과정에서 상 분리 현상과 Fe vacancy ordering 현상이 일어나지 않는 방법을 모색하였고, 액체 암모니아를 이용한 알칼리 금속과 암모니아 복합체의 층간삽입을 진행하였다. 알칼리 금속과 암모니아 복합체가 층간 삽입된 FeSe는 상 분리 현상이나 Fe vacancy ordered 상이 존재하지 않았다. 또한, 선택적 에칭 방법으로 알칼리 금속-암모니아 복합체를 층간 탈삽입 시킬 경우, 초전도성이 향상되어 FeSe의 초전도 임계 온도가 27 K까지 올라갔다. 이러한 초전도성의 향상 요인을 결정학적 변화에 초점을 맞추어 분석해 본 결과, 알칼리 금속-암모니아 복합체가 층간 탈삽입된 FeSe는 전구체 FeSe에 비교하여 tetragonality를 나타내는 c/a ratio가 감소하였으며, 결정구조상에 Se height가 증가하는 변화를 나타내었다. 이러한 결정학적 변화 경향은 FeSe에 대한 압력 인가 연구에서, 초전도성이 향상될 때의 결정학적 변화 경향과 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 FeSe계초전도체의 초전도성이 결정 구조상의 국부 구조의 변화에 따라 민감하게 변화한다는 것을 밝히며, 초전도성과 결정학적 변화간의 상관관계에 대해 더 깊이 이해하기 위해서는 FeSe의 결정학적 변화에 따른 전기적, 자기적 특성의 변화에 대한 심층적 연구의 필요성이 있음을 제시한다.
고온 고상 반응을 통해 알칼리 금속(K, Rb)을 층간삽입 시킨 FeSe는 알칼리 금속의 층간 삽입 과정에서 과도한 전자 도핑으로 인해 상 분리 현상과 Fe vacancy ordering 현상이 발생하였다. 또한 극성 용매를 이용한 선택적 에칭 방법으로 알칼리 금속(K)을 층간 탈삽입 시켰을 때, 알칼리 금속의 층간 삽입과정에서 생긴 상 분리 현상이 탈삽입 된 FeSe에 영향을 미침으로써 FeSe는 초전도성을 상실하고 반강자성 자기특성을 나타냈다. 따라서 층간삽입 과정에서 상 분리 현상과 Fe vacancy ordering 현상이 일어나지 않는 방법을 모색하였고, 액체 암모니아를 이용한 알칼리 금속과 암모니아 복합체의 층간삽입을 진행하였다. 알칼리 금속과 암모니아 복합체가 층간 삽입된 FeSe는 상 분리 현상이나 Fe vacancy ordered 상이 존재하지 않았다. 또한, 선택적 에칭 방법으로 알칼리 금속-암모니아 복합체를 층간 탈삽입 시킬 경우, 초전도성이 향상되어 FeSe의 초전도 임계 온도가 27 K까지 올라갔다. 이러한 초전도성의 향상 요인을 결정학적 변화에 초점을 맞추어 분석해 본 결과, 알칼리 금속-암모니아 복합체가 층간 탈삽입된 FeSe는 전구체 FeSe에 비교하여 tetragonality를 나타내는 c/a ratio가 감소하였으며, 결정구조상에 Se height가 증가하는 변화를 나타내었다. 이러한 결정학적 변화 경향은 FeSe에 대한 압력 인가 연구에서, 초전도성이 향상될 때의 결정학적 변화 경향과 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 FeSe계초전도체의 초전도성이 결정 구조상의 국부 구조의 변화에 따라 민감하게 변화한다는 것을 밝히며, 초전도성과 결정학적 변화간의 상관관계에 대해 더 깊이 이해하기 위해서는 FeSe의 결정학적 변화에 따른 전기적, 자기적 특성의 변화에 대한 심층적 연구의 필요성이 있음을 제시한다.
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