镨掺杂的双镍氧层钙钛矿材料高压四方相中实现块体高温超导电性
日期：
2024-10-08
浏览次数:
63
近日，综合极端条件实验装置（SECUF）的程金光团队和周睿团队联合国内外多个研究团队，在镍基高温超导体的研究中取得了重要进展。他们充分发挥SECUF独特实验测量技术的优势，在La2PrNi2O7多晶样品中同时提供了高压下实现块体高温超导电性的两个关键实验证据，即零电阻和完全抗磁性，澄清了目前La3Ni2O7中高温超导电性起源和体超导的争议问题，并揭示了微观结构无序对高温超导电性的不利影响。相关成果以《La2PrNi2O7高压四方相的块体高温超导电性》为题，发表在《自然》（Nature）杂志上。高温超导体由于在变革性技术方面具有巨大的应用前景而备受关注，发现新的高温超导体系并揭示其物理机制是超导领域的研究前沿。去年，我国学者发现La3Ni2O7单晶在高压下具有Tc » 80K的高温超导电性的迹象，掀起了镍基高温超导的研究热潮。随后，我国学者在La3Ni2O7体系中成功观察到零电阻态，但关于其完全抗磁性的实验证据仍然缺乏。此外，实验研究显示La3Ni2O7单晶样品由于稳定生长的氧压范围很窄，容易出现化学组分不均匀、内顶角氧空位以及多种镍氧化物共存等问题。这造成目前关于La3Ni2O7中高温超导电性的起源以及能否实现体超导态（完全抗磁性）等核心科学问题仍存在争议，严重阻碍了镍基高温超导体的研究进程。针对上述关键科学问题，该团队调整思路将研究对象转向晶体质量更易控制的多晶样品，采用离子半径较小的Pr部分替代La成功抑制了La3Ni2O7中不同镍氧化物共生和内顶角氧空位等问题，制备了单相性良好的具有双镍氧层结构的La2PrNi2O7多晶样品，并在该样品中同时观测到零电阻（Tconset = 82.5K，Tczero = 60K）和完全抗磁性（超导屏蔽体积分数达到97%）。该研究结果表明镍基高温超导电性起源于双镍氧层钙钛矿相，并揭示微观结构无序对La3Ni2O7中高温超导电性的不利影响。这一工作对于镍基高温超导材料的进一步优化设计与合成具有重要指导作用，将推动镍基高温超导体的研究进程。在该项研究中，SECUF的A2-六面砧高压实验站和A6-强磁场核磁共振实验站发挥关键作用。其中，A2实验站提供的大腔体多砧高静水压物性测量技术，能在最大程度上保证压力的各向同性和均匀性，有效克服了镍基超导材料对非静水压环境异常敏感而无法实现零电阻的难题。 A6实验站的核四极矩共振（NQR）测量技术，提供了一种定量确定样品中不同镍氧化物相比例以及界面等微观结构无序的方法。SECUF是国家“十二五”重大科技基础设施，已建成国际先进的集极低温、超高压、强磁场和超快光场等综合极端条件为一体的用户实验装置，可极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。SECUF（北京部分）于2017年开始动工，2023年初全面投入试运行，20个实验站对国内外用户开放。目前，SECUF提供的高压、低温和磁场等极端实验条件已助力用户在La3Ni2O7单晶和La4Ni3O10单晶中相继发现了高压诱导的高温超导电性，相关成果发表在《自然》杂志上（Nature 621,493 (2023)；Nature 631,531 (2024)）。未来，SECUF将继续为新型高温超导材料的探索与机理研究提供重要支持，期待更多重要成果的涌现。
Hot News
/
相关推荐
2025
-
11
-
07
点击次数:
33
来源：中国新闻网近日，北方招宝首批烧结钕铁硼永磁材料试生产圆满完成。该项工作的完成标志着公司实现了从技术研发到产业化转化的重大突破，为后续投产和市场拓展奠定基础。自项目启动以来，北方招宝建设团队围绕“高标准、高效率”目标，克服基建施工、设备安装等多重挑战，有序推进生产线布局、核心设备初步调试以及厂房内部公辅改造等工作，深度融合多项技术创新成果，坚持效能优化，为烧结钕铁硼永磁材料试生产提供保障。技术...
2025
-
11
-
06
点击次数:
50
来源：中国稀土网美国磁铁生产商Noveon Magnetics与韩国Kangwon Energy签署了一项协议，将在韩国建设一座产能达到2000吨的稀土永磁工厂。该工厂计划于2027年开始生产，为汽车制造商、可再生能源开发商、国防和电子制造商提供磁体材料。 去年10月，Noveon与澳大利亚稀土生产商莱纳斯签署了一项供应重稀土和轻稀土的协议。同时，根据一项多年协议，Noveon于7月开始向通用汽车...
2025
-
11
-
05
点击次数:
66
来源：中国稀土网7-9月，澳大利亚莱纳斯稀土产量增长，并首次发运重稀土。7-9月，莱纳斯稀土氧化物总产量同比增长32%，季度增长24%，达到3993吨。镨钕产量总计2003吨，较上一季度的2080吨略有下降，但同比增长16%。莱纳斯继续提高镝和铽的产量。今年5月，公司首次生产镝，成为中国以外第一家重稀土生产商。今年7月至9月，莱纳斯生产了9吨重稀土，并与首批客户签订了合同，产品也发货给了客户。公司...
2025
-
11
-
03
点击次数:
101
来源：中国稀土网近日，我国稀土产业“南北协同”再添重磅成果。由北方稀土与厦门钨业旗下金龙稀土强强联合组建的北方金龙，正式获批建设5000吨REO年稀土分离项目。这一项目不仅将进一步丰富北方稀土冶炼分离产品矩阵，更标志着我国稀土产业通过南北联手、优势互补，将持续夯实服务国家战略、顺应行业发展趋势的核心能力。据内蒙古自治区工业和信息化厅公告，该项目总投资达4.7亿元，建设内容涵盖稀土分离生产线车间主厂...