ตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ ( FeSC ) คือ สารประกอบเคมีที่มี เหล็กเป็นองค์ประกอบ ซึ่ง คุณสมบัติ การนำยิ่งยวดถูกค้นพบในปี 2549 ^{[ 2 ] [ 3 ]}รายงาน LaOFeP ในปี 2549 เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะที่ต่ำ ในขณะที่สารประกอบ LaFeAsO ที่เติมฟลูออรีนในปี 2551 มีอุณหภูมิถึง 26 K และกำหนดให้สารประกอบออกซีพนิคไทด์เป็นจุดเริ่มต้นของตระกูลตัวนำยิ่งยวดเหล็กพนิคไทด์^{[ 2 ] [ 3 ] [ 1 ]}สารประกอบตัวนำยิ่งยวดกลุ่มแรกเหล่านี้อยู่ในกลุ่มออกซีพนิคไทด์ซึ่งเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ปี 2538 ^{[ 4 ]}อย่างไรก็ตาม จนถึงปี 2549 สารประกอบเหล่านี้ยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองและการนำไปใช้ในระยะแรก^{[ 5 ]}และมีเพียงคุณสมบัติกึ่งตัวนำของสารประกอบเหล่านี้เท่านั้นที่เป็นที่รู้จักและได้รับการจดสิทธิบัตร^{[ 6 ]} Scientific Americanได้อธิบายการวิจัยที่ตามมาดังนี้:

วัสดุผลึกที่รู้จักกันทางเคมีว่า LaOFeAs เรียงซ้อนกันเป็นชั้นของเหล็กและสารหนู โดยที่อิเล็กตรอนไหลผ่านระหว่างระนาบของแลนทานัมและออกซิเจนการแทนที่ออกซิเจนด้วยฟลูออรีน มากถึง 11 เปอร์เซ็นต์ ทำให้สารประกอบนี้ดีขึ้น – กลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิ 26 เคลวินทีมวิจัยรายงานในวารสาร Journal of the American Chemical Society ฉบับวันที่ 19 มีนาคม 2008 การวิจัยในภายหลังจากกลุ่มอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าการแทนที่แลนทานัมใน LaOFeAs ด้วยธาตุหายากอื่น ๆ เช่นซีเรียมซาแมเรียม นีโอไดเมียมและแพรซีโอไดเมียมนำไปสู่ตัวนำยิ่งยวดที่ทำงานที่อุณหภูมิ 52 เคลวิน^{[ 7 ]}

ก่อนหน้านี้ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง ส่วนใหญ่ เป็นคิวเพรตที่มี ชั้น ทองแดง - ออกซิเจนความสนใจส่วนใหญ่ในตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักนั้นเป็นเพราะความแตกต่างจากคิวเพรต ซึ่งอาจช่วยนำไปสู่ทฤษฎีของสภาพนำยิ่งยวด ที่ไม่ใช่ ทฤษฎี BCS ^{[ 7 ]}

ตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบในกลุ่มออกซีพนิคไทด์นั้น เดิมทีเรียกว่าเฟอร์โรพนิคไทด์โครงสร้างผลึกของสารประกอบเหล่านี้แสดงให้เห็นชั้นนำไฟฟ้าของเหล็กและพนิคโทเจน (โดยทั่วไปคือสารหนู (As) และฟอสฟอรัส (P)) ที่คั่นด้วยบล็อกกักเก็บประจุ^{[ 8 ]}นอกจากนี้ยังพบว่าเหล็กแคลโคเจนและคริสตัลโลเจน บางชนิด เป็นตัวนำยิ่งยวด^{[ 9 ] [ 10 ]}

สารตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักนั้น จำแนกตามโครงสร้างผลึกและสูตรทางเคมีออกเป็นกลุ่มหลักๆ ดังต่อไปนี้

• ประเภท 1111 โดยมีสารประกอบตัวแทนคือ LaFePO ^{[ 2 ]} LaFeAsO ^{[ 3 ]} SmFeAsO ^{[ 11 ]} PrFeAsO ^{[ 12 ] [ 13 ]}และ LaFeSiH ^{[ 14 ]}
• ประเภท 111 เช่น LiFeAs ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} NaFeAs ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}และ LiFeP ^{[ 21 ]}
• FeSe ชนิด 11 ^{[ 22 ]}
• ประเภท 122 เช่น BaFe ₂ As ₂ , ^{[ 23 ]} SrFe ₂ As ₂ ^{[ 24 ]}และ CaFe ₂ As ₂ ^{[ 25 ]}

การนำยิ่งยวดเกิดขึ้นได้ทั้งในเฟสหลักของระบบเหล่านี้บางระบบ (เช่น LaFePO, ^{[ 2 ]} LaFeSiH, ^{[ 14 ]}และ LiFeAs ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} ) หรือโดยวิธีการเติมสารเจือปนหรือการใช้แรงดัน^{[ 8 ] [ 26 ] [ 27 ]}

β -FeSe ที่ไม่เจือปนเป็นตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบที่ง่ายที่สุด แต่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน^{[ 22 ]}มีอุณหภูมิวิกฤต ( Tc ₎ 8 Kที่ความดันปกติ และ 36.7 K ภายใต้ความดันสูง^{[ 28 ]} และโดย วิธีการแทรกสอด การรวมกันของการแทรกสอดและความดันที่สูงขึ้นส่งผลให้เกิดการนำยิ่งยวดขึ้นอีกครั้งที่_Tc สูงถึง 48 K (ดู^{[ 22 ] [ 29 ]}และเอกสารอ้างอิงในนั้น)

เมื่อเปรียบเทียบกับสารประกอบในกลุ่มอื่น การสังเคราะห์สารประกอบทั้ง 122 ชนิดนั้นค่อนข้างง่าย ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการศึกษาระบบเหล่านี้

สารประกอบเช่น Sr ₂ ScFePO ₃ที่ค้นพบในปี 2009 ถูกเรียกว่าตระกูล '42622' เช่น FePSr ₂ ScO ₃ ^[ 41 ^]ที่น่าสนใจคือการสังเคราะห์ (Ca ₄ Al ₂ O _6−y )(Fe ₂ Pn _{2 ) (หรือ Al-42622} ⁽ Pn); Pn = As และ P) โดยใช้เทคนิคการสังเคราะห์ความดันสูง Al-42622(Pn) แสดงคุณสมบัติการนำยิ่งยวดสำหรับทั้ง Pn = As และ P โดยมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะที่ 28.3 K และ 17.1 K ตามลำดับ พารามิเตอร์แลตติซ a ของ Al-42622(Pn) (a = 3.713 Å และ 3.692 Å สำหรับ Pn = As และ P ตามลำดับ) มีขนาดเล็กที่สุดในบรรดาตัวนำยิ่งยวดเหล็ก-พนิคไทด์ ในทำนองเดียวกัน Al-42622(As) มีมุมพันธะ As–Fe–As ที่เล็กที่สุด (102.1°) และระยะห่างของ As จากระนาบ Fe ที่มากที่สุด (1.5 Å) ^{[ 34 ]}เทคนิคความดันสูงยังให้ผลลัพธ์เป็น (Ca ₃ Al ₂ O _5−y )(Fe ₂ Pn ₂ ) (Pn = As และ P) ซึ่งเป็นตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักตัวแรกที่มีโครงสร้าง '32522' แบบเพอร์รอฟสไกต์ อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะ (T _c ) คือ 30.2 K สำหรับ Pn = As และ 16.6 K สำหรับ Pn = P การเกิดสภาพนำยิ่งยวดนั้นเกิดจากค่าคงที่แลตติซแกน a แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดเล็กของวัสดุเหล่านี้ จากผลลัพธ์เหล่านี้ ความสัมพันธ์เชิงประจักษ์จึงถูกสร้างขึ้นระหว่างค่าคงที่แลตติซแกน a และ T _cในตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก^{[ 33 ]}

ในปี พ.ศ. 2552 พบว่าเหล็กพนิคไทด์ที่ไม่เจือปนมีจุดวิกฤตควอนตัมแม่เหล็กที่เกิดจากการแข่งขันระหว่างการจำกัดตำแหน่งอิเล็กตรอนและการเคลื่อนที่^{[ 42 ]}

เช่นเดียวกับคิวเพรตตัวนำยิ่งยวด คุณสมบัติของตัวนำยิ่งยวดที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักจะเปลี่ยนแปลงอย่างมากเมื่อมีการเติมสารเจือปน สารประกอบหลักของ FeSC มักจะเป็นโลหะ (ต่างจากคิวเพรต) แต่เช่นเดียวกับคิวเพรต จะมีการเรียง ตัวแบบแอ นติเฟอร์โรแมกเนติกซึ่งมักเรียกว่าคลื่นความหนาแน่นของส ปิน (SDW) สารประกอบหลักบางชนิดเป็นตัวนำยิ่งยวด^{[ 2 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}มิฉะนั้นการนำยิ่งยวดจะเกิดขึ้นเมื่อมีการเติมโฮลหรืออิเล็กตรอน โดยทั่วไปแผนภาพเฟสจะคล้ายกับคิวเพรต^{[ 43 ]}

อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดแสดงอยู่ในตาราง (บางส่วนอยู่ที่ความดันสูง) BaFe _1.8 Co _0.2 As ₂คาดว่าจะมีสนามวิกฤตสูงสุดที่ 43 เทสลาจากความยาวการเชื่อมโยงที่วัดได้ 2.8 นาโนเมตร^{[ 36 ]}

ในปี 2011 นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นได้ค้นพบวิธีเพิ่มสภาพนำยิ่งยวดของสารประกอบโลหะโดยการแช่สารประกอบที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบในเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ร้อน เช่น ไวน์แดง^{[ 49 ] [ 50 ]}รายงานก่อนหน้านี้ระบุว่าเหล็กส่วนเกินเป็นสาเหตุของลำดับแอนติเฟอร์โรแมกเนติกแบบไบคอลลิเนียร์และไม่เอื้อต่อสภาพนำยิ่งยวด การตรวจสอบเพิ่มเติมพบว่ากรดอ่อนมีความสามารถในการแยกเหล็กส่วนเกินออกจากตำแหน่งระหว่างชั้น ดังนั้น การอบด้วยกรดอ่อนจึงยับยั้งความสัมพันธ์แอนติเฟอร์โรแมกเนติกโดยการแยกเหล็กส่วนเกินออก และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดสภาพนำยิ่งยวดได้^{[ 51 ] [ 52 ]}

มีความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ของอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านกับโครงสร้างแถบอิเล็กตรอน : สังเกตพบค่าสูงสุดของ T _{c เมื่อ} พื้นผิวเฟอร์มิ บางส่วน ยังคงอยู่ใกล้กับการเปลี่ยนผ่านทางทอพอโลยีของ Lifshitz ^{[ 43 ]}ความสัมพันธ์ที่คล้ายกันนี้ได้รับการรายงานในภายหลังสำหรับคิวเพรตที่มี T _c สูง ซึ่งบ่งชี้ถึงความคล้ายคลึงกันที่เป็นไปได้ของกลไกการนำยิ่งยวดในตัวนำ ยิ่งยวดอุณหภูมิสูงสองตระกูลนี้^{[ 53 ]}

อุณหภูมิวิกฤตเพิ่มขึ้นอีกในฟิล์มบางของเหล็กแคลโคเจนไนด์บนพื้นผิวที่เหมาะสม ในปี 2558 มีการสังเกตพบ T _cประมาณ 105–111 K ในฟิล์มบางของเหล็กซีลีไนด์ที่ปลูกบนสตรอนเทียมไททาเนต^{[ 54 ]}