新型层状超导材料实现了无与伦比的定制性和更高的临界温度

时间：2022-03-06 10:25:08 来源：

改性多层铋超导体，用于更高的临界温度。

来自东京大都会大学的科学家们创造了一种新的层状超导材料，具有由铋，银，锡，硫和硒制成的导电层。导电层具有四个不同的子层;通过引入更多元素，它们能够实现无与伦比的定制性和更高的“临界温度”，观察到超导性，超导研究的关键目标。它们的设计策略可以应用于工程师新的和改进的超导材料。

一旦学术好奇，超导体现在正在实际技术创新的前沿。在日常MRI机器中看到超导磁铁，用于医疗治疗的粒子加速器，更不用说新的Chuo Shinkansen Maglev火车将东京连接到目前正在建造的名古屋。最近，已经研究了全新的“分层”超导结构，由替代层的超导和绝缘二维晶体层组成。特别地，系统的可定制性鉴于其潜在的潜力来创建超高效的热电装置和全新的“高温”超导材料。

（a）新创建的超导体的晶体结构。它在导电层中有四个子层。这与（b）和（c）相反，其仅具有1和2层。新开发的结构允许更多定制来调整其超导属性。

来自东京大都市大学的副教授Yoshikazu Mizuguchi领导的团队最近创建了一种基于硫化铋的分层超导体;他们的工作已经揭示了新的热电性质和低于观察到超导性的“临界温度”的升高。现在，与yamanashi大学的团队合作，他们已经采取了一个多层版本的系统，导电层由四个原子层组成，并开始交换小比例的不同原子物种来探讨材料的变化如何变化。

从铋，银和硫制成的导电层开始，他们试图用一些银替换为锡。通过改变银的量，它们能够将临界温度从0.5k提高到2.0k以上。有趣的是，他们发现这伴随着在其电阻率下在明显升高的温度下的异常消失。虽然尚未理解其背后的原因，但很明显，锡的添加显着改变了材料的电子结构。此外，它们采用了最佳的铋，银，硫和锡组合，取代了一些硒的硫，已知改善其原始硫化物材料中的超导性能。它们不仅将临界温度提高至3.0k，而且还发现对磁场的响应显示了“散装”超导性的签名，提供了清晰的证明，它们实际上可以进入减少维度和散装材料的优势。

通过改变组成和层数，团队认为他们是在实现基于硫化硫化物的超导材料的自下而上的工程的边缘。

他们的研究发表在科学报告期刊。

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这项工作得到了JSPS Kakenhi Grant No.15H05886,15H05884的支持。16H04493。17K19058,16K05454和15H03693，以及东京大都会政府高级研究赠款，数量（H31-1）。

参考：“四层型BI的复合La2O2Bi3ag0.6sn0.4s5.7se.3”的散装超导性通过Rajveer Jha，Yosuke Goto，Tatsuma D. Matsuda，Yuji Aoki，Masanori Nagao，Isao Tanaka和Yoshikazu Mizuguchi，9月19日2019年，科学报告.DOI：
10.1038 / s41598-019-49934-z

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