中文摘要：

铁基超导体是新发现的非传统高温超导体，其超导性与材料磁有序有深刻联系。目前对铁基超导材料的电子能带结构、Fe离子磁矩、磁结构等基本问题的认识尚存争议，有必要深入研究。本课题用固相反应法制备过渡金属掺杂Fe位的铁基超导化合物SrFe2-xTMxAs2；用穆斯堡尔谱和其它电、磁性能测试手段，测量其宏观和微观电磁性质及其温度关系；用基于第一性原理的密度泛函理论计算其电子结构和超精细参数，系统研究化合物的能带结构、磁结构、磁相变等随掺杂元素种类、含量的变化规律。课题通过穆斯堡尔谱对Fe原子核及其周围电磁环境进行精确测量，既可以积累铁基超导化合物的超精细参数，得到Fe位磁矩、磁结构和磁相变的信息；又可以将所测超精细参数与理论计算结果直接比较，检验并指导对化合物的磁结构、电子结构以及结构相变与磁相变关联的理论研究。这些研究，对于加深对铁基超导材料的认识，研究高温超机制具有重要意义。

结论摘要：

铁基超导体的超导电性与磁性密切相关，自旋涨落可能对超导成对起关键作用。深入研究铁基超导体的磁性及其与超导电性之间的关系，对揭示超导机制有重要意义。本课题用固相反应法成功制备出高质量的AFe2As2（A=Ca, Sr, Ba）母体单晶，SrFeAsF母体多晶，K1-xFe2-ySe2单晶以及AFe2-xTMxAs2（TM=Mn，Co）系列单晶合金，用穆斯堡尔谱仪和其它电、磁性能测试手段，对材料的宏观和微观电磁性质进行了测量，用基于第一性原理的密度泛函理论对材料的电子结构、超精细参数等各种基态性质进行了计算，对各化合物的磁性与磁相变进行了深入研究，取得的主要成果有1，发现Fe位空穴掺杂、电子掺杂对Fe核处的电子密度、同质异能移位的影响相似，但对超精细磁场及其随温度的变化有不同影响，源于不同掺杂引起的晶格畸变、3d电子自旋以及超精细相互作用的细微差异。2，Fe位掺杂直接改变母体费米能级附近的电子结构以及带间散射，Fe位空穴掺杂增强Fe-3d电子的局域性，而电子掺杂则增强Fe-3d电子的巡游性，在相同的掺杂量下，导致两种化合物的磁交换不同，SDW的形状不同。3，过渡金属替代AFe2As2的Fe位会抑制化合物从顺磁态向自旋密度波态转变的温度，使磁相变具有连续相变的特点；相比于电子掺杂，Fe位空穴掺杂的化合物具有较高的居里-外斯温度，远离量子相变点，因此不会发生超导转变。4，用基于第一性原理的密度泛函理论计算了SrFeAsF以及AFe2As2的电子结构和超精细参数，发现Fe基化合物的结构与磁性之间密切关联，而Fe原子核处的电场梯度由费米能附近Fe-3d电子的空间对称性决定。5，由电场梯度在磁相变温度附近的突变发现了SrFeAsF的费米面的磁致重构现象，拓展了超精细参数在研究铁基超导体电子结构方面的应用。6，对各化合物的晶格动力学进行了研究，发现CaFe2As2高温相与低温相都具有简谐晶格振动的特点。7，对具有强磁弹性耦合的122-结构，由平均场理论推导出Fe基化合物自发磁化引发晶格畸变的普遍公式，结合磁晶各向异性能的计算，解释了不同掺杂体系中结构相变与磁相变的关系。8，研究了K0.84Fe1.99Se2化合物超导电性与磁性共存的微观图像，并得到了自旋波激发能隙以及Fe原子之间的有效磁交换系数。