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中熵合金高压超导改变温度打破新纪录

发布时间: 2024-10-26 03:00:30 |   作者: 安博首页

  近来,我国科学家成功合成了TaNbHfZr中熵合金,并发现其在高压下具有“钟罩型”的超导相图,超导改变温度达到了15.3 K,这是现在中熵合金、高熵合金报道的最高记载。相关效果发表于《物理谈论快报》,并被选为修改引荐。

  超导电性是人类发现的第一个微观量子现象,因其有着非常丰富的科学内涵和宽广的使用远景,一直是物理学研讨范畴的抢手。虽然超导电性现象的发现已有百年前史,探究高温超导资料和超导机制仍是一个充溢应战的范畴。2014年,体心立方的高熵合金超导发现以来,超导电性的研讨也成为中熵合金与高熵合金的核心问题之一。但迄今为止,报道的中熵合金与高熵合金的超导改变温度均未超越10 K。

  中国科学院物理研讨所、松山湖资料实验室、北京信息科技大学等单位组成的研讨团队,选用金刚石对顶砧对TaNbHfZr样品进行施压,在归纳物性丈量系统中选用四电极的方法丈量了TaNbHfZr在高压下电阻随温度的演化。可以正常的看到在整个压力区间(1.8至157.2 GPa),超导改变温度先从8.5 K(@ 1.8GPa)添加至15.3 K(@71.6 GPa),随后下降至9.3 K(@ 157.2 GPa),呈现出“钟罩型”的超导相图。经过Ginzburg-Landan公式对上临界磁场进行拟合,不难发现在1.8至31.2 GPa的范围内,上临界磁场对压力并不是很灵敏,但跟着压力进一步升高,上临界磁场逐步减小至2.6 T(@ 155.9 GPa)。

  虚晶近似是一种非常简化的模仿方法,在高熵合金资料的研讨中扮演着很重要的人物。研讨人员选用该方法对中熵合金资料TaNbHfZr进行理论建模,并结合Allen-Dynes批改的McMillan公式对系统在不同压力下的超导改变温度进行了模仿。随后经过具体的声子结构与电子结构核算发现,声子频率呈现蓝移,使得声子特征频率跟着压力的升高而升高。而费米能级处的态密度与电声耦合强度跟着压力的升高而减小。

  结合McMillan公式,研讨人员以为这两种不同的演化方法之间的竞赛使得系统呈现了“钟罩型”相图。理论核算很好的复现了这一“钟罩型”的超导相图,并发现这种压力依靠的超导行为是由声子特征频率与电声耦合强度对压力演化的竞赛行为导致的。

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