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降低超导体的高压

理论学家提出了设计高温超导体的新方案,超导体工作在大大降低的压力下,这是朝向环境条件超导体迈出的新一步。2020年最热门的物理成果之一是,富氢的材料可以在15℃的温度下无阻地传输电流。15℃是巴黎春天  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》2021年05期
中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
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FeSe基超导体的高压研究

压力作为平行于温度的基本热力学参量,是探索和发现新奇物理现象卓有成效的调控手段。高压可以有效地减小原子间距,进而调控电子轨道重叠、能带宽度以及晶格振动频率,甚至会诱导电子结构或者晶体结构的改变,因此,高压调控是凝聚态物质科学中经常采用的一种研究手段。相比于化学掺杂,施加高压还具有不改变材料本身的化学计量比、不引入晶格无序和额外电荷载流子等优点,是一种能实现精细、准确和干净调控物性的研究手段。高压调控在铜基和铁基非常规高温超导体的研究中扮演着非常重要的角色。本论文采用能够提供超高静水压环境的立方六面砧压腔,对FeSe母体和重电子掺杂的FeSe基超导材料进行了详细的高压电输运测试,主要结果包括:1、详细测试了FeSe单晶高压下的电输运性质,获得了FeSe单晶完整的温度-压力相图,阐明了电子向列相、压力诱导的长程反铁磁序和超导电性之间的相互竞争关系,揭示了FeSe单晶中的高温超导电性是通过依次抑制电子向列相和磁有序而实现的。特别是高温...  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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高压下富氢高温超导体的理论设计

超导材料的研究一直是凝聚态物理领域的焦点课题。近期,尽管富氢化合物的高温超导研究取得了重要进展,如理论预测的203 K硫氢和250-260 K镧氢化合物高温超导体相继被高压实验制备,为发现室温超导材料点燃了希望,但富氢化合物的超导温度仍有提升空间,因此富氢化合物的室温超导设计备受领域关注。本文提出了通过理论掺入金属元素引入电子打破氢对的物理思想,利用课题组自主研发的CALYPSO晶体结构预测方法和软件,开展了系列富氢化合物的理论设计,预测了若干具有高超导温度的富氢化合物高压相,取得了以下创新性成果:1.提出了通过将金属元素掺入到含有大量H_2分子的母体氢化物中来提高超导温度,并设计新型三元高温超导体的方案。该方案的关键在于:掺入金属使H_2分子解离为原子H,提高了费米能级处的电子态密度占据和超导温度。据此设计了室温超导高压亚稳相Li_2MgH_(16),在250万大气压下理论计算其超导温度高达473 K,是室温超导体的有力候选结...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
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类钙钛矿结构功能新材料及量子特性研究

量子功能材料由于存在电荷、轨道、自旋等自由度的相互耦合和竞争,进而产生多个量子态竞争和共存,从而呈现出奇异和丰富的物理现象,例如,高温超导体,稀磁半导体,拓扑绝缘体和庞磁阻材料等。探索新型量子功能材料,发现新的量子态,并对这些新型量子功能材料的物理性质及机理进行研究,是当前凝聚态物理领域非常重要的前沿方向。本论文利用高温高压实验条件,结合固相反应法合成了系列“卤系”铜基高温超导体及其母体单晶,并系统研究了掺杂浓度等对超导转变温度的影响;探索并发现了系列A位有序钙钛矿新材料,同时采用多种表征方法对该系列化合物的晶体结构和基本物性进行了系统的研究,并结合第一性原理计算对相关的物理机制进行了分析和解释,取得了如下创新性研究成果:(1)利用熔融法首次制备出了高质量、大尺寸的Ca_3Cu_2O_4Cl_2单晶。实验结果表明Ca_3Cu_2O_4Cl_2是反铁磁的Mott绝缘体,其Neel温度约230 K,根据半导体热激活模型拟合的禁带宽度...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
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新型铜基超导体及层状化合物的高压合成与物性研究

铜氧化物高温超导体的发现引发了高温超导研究的热潮,并一直持续至今。寻找具有新结构和新体系的高Tc超导体始终是超导研究中的前沿。高压的手段在其中发挥着重要的作用。同时,自高温超导发现以来,层状材料便因其准二维特性和丰富新颖的物理内容而被广泛研究。本论文主要利用高温高压的实验手段制备和发现了新型特殊结构的铜氧化物高温超导体及几种新型层状材料,并对这些新材料的结构和物性进行了系统研究。主要内容包括:(1)铜氧化物高温超导体的微观机制目前仍然是凝聚态物理中最大的挑战之一。铜基超导体结晶为层状钙钛矿结构,典型特征是二维的[CuO_2]平面。由于Cu~(2+)的强Jahn-Teller效应,铜的配位八面体将沿着c方向被拉长,两个e_g轨道将进一步劈裂成能量更高的3dx~2-y~2和能量较低的3d3z~2-r~2轨道,这些特征以及Cu的电子强关联特性构成了铜基超导的独特特征。发现并研究具有新结构和新性质的铜氧化物高温超导体无论对丰富材料体系还...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
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压力下氧化钛和碳化钼超导电性的研究

超导电性具有广泛的应用前景,一直以来都吸引着人们的广泛关注。尽管发现了多个体系的超导材料,但除了金属、合金等传统超导体以外,其超导机理都不清楚。压力作为一个重要的热力学参量,对晶格产生直接影响,提供了一个干净的方式对超导电性进行探索。当一个新超导材料被发现后,人们迫切的想知道压力下的效应,大的压力响应促使人们通过原子取代形成化学压力,或者通过外延薄膜的应力在常压下提高Tc。数十年来在压力下发现的新超导材料不可胜数,极大的拓宽了超导研究的材料范围。此外,从压力下超导性质的变化还可以得到材料超导机理的信息。本论文中我们对近年新发现的超导材料:外延TiO薄膜,Mo2C单晶纳米片进行了压力下的研究。揭示了TiO、α-Mo2C、β-Mo2C的超导Tc等基本超导性质在压力下的变化规律,这有助于深入理解材料特性及其超导机理。除此之外,我们还从结构,介电,磁介电等方面对自旋梯超导体BaFe2Se3中可能存在的多铁性进行了探索。本论文内容包含五章...  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>