东京城市大学 新产生的超导Co0的CuAl2型晶体结构示意图
2Ni0
1Cu0
1Rh0
3Ir0
3Zr2化合物,具有HEA型Tr位点
学分:东京都大学 东京都大学的研究人员混合并设计了一种新的高熵合金(HEA)超导体,使用了具有特定晶体结构的简单超导物质的大量数据
众所周知,高温合金在极高的压力下仍能保持超导特性
新型超导体Co0
2Ni0
1Cu0
1Rh0
3Ir0
3Zr2在8K有超导转变,对于HEA来说这是一个相对较高的温度
该团队的方法可以用于发现具有特定理想特性的新超导材料
超导的发现已经有一百多年了,在超导中,某些材料在低于转变温度时突然表现出对电流的最小电阻
当我们探索消除电力浪费的方法时,一种大幅降低电力传输损耗的方法是一个迷人的前景
但是超导性的广泛应用受到现有超导体需求的限制,特别是低温需求
科学家们需要一种方法来发现新的超导材料,而不需要暴力试验和错误,并调整关键特性
由东京都大学的沟口善和副教授领导的一个团队已经开创了一个“发现平台”,该平台已经导致了许多新超导物质的设计
他们的方法基于高熵合金,简单晶体结构中的某些位置可以被五种或更多种元素占据
在应用于耐热材料和医疗设备之后,发现某些高阻抗合金具有超导特性,具有一些特殊的特性,特别是在极端压力下保持零电阻率
该团队调查了材料数据库和尖端研究,发现了一系列具有共同晶体结构但特定位置元素不同的超导材料
然后他们混合并设计一个包含许多这些元素的结构;在整个水晶中,那些“HEA遗址”被一种混合元素所占据(见图1)
他们已经成功地创造了层状硫化铋超导体和具有氯化钠晶体结构的碲化化合物的高熵变体
新的铜铝酸盐型钴0的电阻率的温度依赖性
2Ni0
1Cu0
1Rh0
3Ir0
不同强度磁场中的3Zr2
电子比热容的温度依赖性
学分:东京都大学 在他们最新的工作中,他们把重点放在铜铝化物(CuAl2)结构上
已知将过渡金属元素(Tr)和锆(Zr)结合成具有这种结构的TrZr2的化合物是超导的,其中Tr可以是钪、铁、钴、镍、铜、镓、铑、钯、钽或铱
研究小组利用电弧熔炼将这些元素“混合”在一起,创造出一种新的HEA型化合物——Co0
2Ni0
1Cu0
1Rh0
3Ir0
3Zr2,表现出超导特性
他们研究了电阻率和电子比热,即材料中的电子用来提高温度的能量,并确定转变温度为8
0K
这不仅对于HEA类型的超导体来说相对较高,他们还证实了这种材料具有“大块”超导性的特征
最令人兴奋的方面是其它过渡金属和比率的广阔范围,这些金属和比率可以被尝试和调整以达到更高的过渡温度和其它期望的性质,而不会改变底层的晶体结构
该团队希望他们的成功将在不久的将来带来更多新的HEA型超导体的发现
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