Les supraconducteurs à base de fer (IBSC) ont attiré une attention soutenue de la recherche au cours de la dernière décennie, en partie parce que de nouvelles IBSC ont été découvertes les unes après les autres au cours des premières années. Maintenant, cependant, l'exploration des IBSC devient de plus en plus difficile. Une équipe de recherche de l'Université du Zhejiang a développé une stratégie de conception structurelle pour l'exploration à partir de laquelle ils ont réussi à trouver une série d'IBSC dopés par des trous avec des couches doubles de FeAs ces dernières années. Néanmoins, l'analogue dopé aux électrons n'a pas été réalisé jusqu'à présent.

L'IBSC dopé aux électrons récemment découvert est BaTh 2 Fe 4 Comme 4 (N 0,7 O 0,3 ) 2 , un composé d'intercroissance de BaFe non dopé 2 Comme 2 et ThFeAsN dopé aux électrons 0,7 O 0,3 (voir l'encadré de la figure 1). Le nouveau supraconducteur n'a pu être synthétisé que lorsque l'azote est partiellement remplacé par de l'oxygène comme dans le cas du BaTh 2 Fe 4 Comme 4 (N 0,7 O 0,3 ) 2 .

À savoir, la phase sans oxygène, Bain 2 Fe 4 Comme 4 N 2 , n'a pas pu être préparé en raison de l'appariement du réseau. Le processus de synthèse réalisé est en fait une réaction redox, BaFe 2 Comme 2 + 2ThFeAsN 0,7 O 0,3 =bain 2 Fe 4 Comme 4 (N 0,7 O 0,3 ) 2 , ce qui indique un rôle essentiel du transfert de charge inter-blocs pour stabiliser la structure d'intercroissance. Noter que, tandis que les deux blocs structurels constitutifs partagent des atomes de fer identiques, ils contiennent des atomes d'arsenic cristallographiquement différents, suite au transfert de charges.

Bien que le nouveau supraconducteur soit isostructural aux précédents "de type 12442", il présente des propriétés structurelles et physiques contrastées. D'abord, les détails structurels des couches FeAs sont différents de ceux des IBSC de type 12442 dopés par trous, mais similaire à la plupart des IBSC dopés aux électrons. Seconde, la mesure à effet Hall montre un coefficient Hall négatif dans toute la plage de température, et les valeurs du coefficient de Hall sont cohérentes avec le niveau de dopage électronique dû à la substitution par l'oxygène. Troisième, les propriétés supraconductrices telles que les champs critiques supérieurs et le saut de chaleur spécifique sont proches de la plupart des IBSC dopés aux électrons.

La température de transition résistive de début du nouvel IBSC à double couche de FeAs est de 30 K, et la température de résistance zéro est de 22 K. En conséquence, les données de susceptibilité magnétique et de chaleur spécifique suggèrent deux transitions, et la supraconductivité en vrac apparaît à 22 K. Le résultat est en contraste avec la contrepartie à couche unique de FeAs, ThFeAsN 0,85 O 0,15 , avec le même niveau de dopage. Ce dernier ne montre pas de supraconductivité au-dessus de 1,8 K.

Le rôle essentiel du transfert de charge interbloc démontré semble être perspicace, ce qui pourrait être utile pour l'exploration de matériaux en couches plus larges au-delà des IBSC en couches.