高压极点条件能够发明常压难以构成的新结构,赋予资料新的功用特性,为完成和拓宽满意特别需求的资料构效供给一起机会。中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心极点条件物理要点试验室靳常青团队长时间展开高压极点条件新资料制备及功用研讨,规划研发了,可进行超高压高温组成和在位物性表征。运用以上极点条件技能,他们相继提醒了系列高压诱的极点条件资料构效,包含相关系统、拓扑、聚合物等新式功用资料系统(
图1:试验报导的二元富氢化合物高温超导体的最高超导温度及相应压力(本团队独立试验组成发现了钙基、锆基、铪基、钽基、铌基和锑基等二元富氢超导资料)。
图2:(a)铌富氢化合物高压在位电学表征,显现Tc=42K超导改变;(b)超导温度随外加磁场向低温移动;(c)上临界场随温度改变及其GL公式拟合。
近期,靳常青研讨员辅导博士生何鑫等人在过渡族金属氢化物超导新资料研讨上获得发展,研发发现首个铌基富氢超导资料。团队运用先进的超高压金刚石压砧试验技能,在187 GPa高压和2000 K的高温成功制备铌基富氢资料。高压在位电输运丈量试验提醒,该铌基富氢化物在187 GPa出现Tc=42的超导性质。外加磁场的超导性质研讨标明,超导体在零温的上临界场约为13T。同步辐射试验成果剖析显现超导性质或许源于具有面心立方结构NbH3(Fm-3m)。在该晶体结构中,氢原子别离占有Nb面心立方晶格的四面体和八面体空地方位,构成H14笼状结构,相邻H~H的最小间隔约为1.77 Å。现在Tc高于200K的LaH10、YH9和CaH6富氢超导体,H~H最小间隔约为1.0Å,而NbH3的H~H最小间隔则明显拉长。试验依据成果得出,关于如此大的H~H间隔,氢原子之间仍能构成导电通道并完成超导。本研讨进一步拓宽了富氢高温超导资料的领域,为高温超导机理研讨供给了新资料。
相关研讨成果宣布在Mater Today Phys 40, 101298 (2024)上,博士研讨生何鑫、张昌玲、李芷文、卢可为一起一作,靳常青研讨员和望贤成研讨员为一起通讯作者;高压晶体结构表征在美国先进光源展开,得到北京高压科学中心刘浩哲研讨员团队的密切协作。研讨工作得到了得到基金委、科技部和中国科学院项目的赞助。