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中國人民大學“行知”冷中子三軸極化譜儀首篇實驗成果論文發表

| 2020-06-02


中子散射譜儀是建設在反應堆中子源或散裂中子源上的大型科學儀器。“行知”冷中子三軸極化譜儀和“博雅”冷中子廣譜譜儀是中國人民大學物理系鮑威教授領導的中子團隊歷時六年(2013-2018)在中國原子能科學研究院中國先進研究堆(CARR堆)中子源上建設完成的兩臺具有國際先進水平的中子譜儀。


譜儀建設完成后,在中國原子能科學研究院CARR堆高效開堆運行的有利支持下,中國人民大學物理系程鵬副教授利用“行知”譜儀系統研究了鐵基超導材料Ba(Fe0.92-xCo0.08Vx)2As2中的超導電性和反鐵磁序隨磁性雜質V摻雜的演化,發現V的摻入可以將無反鐵磁序的超導體調制為具有C型反鐵磁長程序的材料,調制出的反鐵磁序的磁矩呈現出dome形狀演化行為,并且在部分摻雜區域出現奇異的反鐵磁Griffiths相。研究結果表明Ba(Fe0.92-xCo0.08Vx)2As2可能成為研究奇異磁性關聯的重要體系,并對鐵基超導機理的研究具有積極意義。該研究成果于2020年5月28日在Physical Review B在線發表,是“行知”譜儀建成以來發表的第一篇科研文章,標志著“行知”譜儀已經正式開啟了在科學前沿領域的攻關旅程。


圖2:“行知”對Ba(Fe0.92-xCo0.08Vx)2As2磁布拉格峰的部分測量和擬合結果(左);依據“行知”所測結果勾勒出Ba(Fe0.92-xCo0.08Vx)2As2的相圖(右)。


在該研究工作中,物理系研究生盛潔明、李興光和田叢寬合成了實驗樣品并參與了部分中子散射實驗工作,論文的主要合作者還包括物理系中子團隊全體成員和夏天龍教授、中國工程物理研究院綿陽堆“鯤鵬”冷中子三軸譜儀團隊、南方科技大學和中國散裂中子源等多個課題組。該研究工作得到了國家重大科研儀器設備研制專項、國家自然科學基金以及中國人民大學研究基金的資助。

需要特別指出的是,“行知”是國內首臺具備中子自旋極化分析功能的三軸譜儀,“博雅”是同類型世界首臺建設完成的冷中子廣譜譜儀。在譜儀建設過程中,物理系張紅霞高級工程師負責兩臺譜儀的機械總體設計及安裝準直工作,程鵬副教授負責“行知”譜儀的物理設計和調試運行,徐大業高級工程師負責兩臺譜儀的軟件電控設計和調試,汪晉辰講師負責“博雅”譜儀的物理設計和調試運行,劉娟娟講師負責兩臺譜儀極端樣品環境的調試運行,羅偉完成了“博雅”譜儀數據處理軟件的編寫,項目合作單位中國原子能科學研究院中子散射團隊在譜儀建造和開堆運行調試中給予了大力支持和幫助。建成后的兩臺譜儀在2019年經過多輪專家技術驗收,各項指標均達到或優于驗收指標,受到專家一致好評。

“行知”和“博雅”組成的大型中子散射實驗平臺,在凝聚態物理、化學、材料等領域具有廣闊的應用前景。中國人民大學物理系中子團隊歡迎國內外相關課題組前來開展合作研究。

附論文鏈接: