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澳门威尼斯人注册:发现新型结构和更高Tc的准一维Cr基超导体

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澳门威尼斯人注册超导体具有零电阻效应、迈斯纳效应和约瑟夫森效应等物理特征,这使其在大电流、强磁场、微小旌旗灯号检测等诸多根底范畴具有宽广的使用出路和无与伦比的劣势。对新超导资料的探究和低温超导机理的研讨是以后凝集态物理中的主要研讨目标。自从铜氧化物和铁基低温超导发明以来,人们寻觅新型低温超导资料的眼光更多的转向了过渡元素化合物。关于3d元素Cr,临时以来仅在几种二元合金中发明超导。一直到2014年,研讨者们接踵在Cr2Re3B(Tc~ 4.8 K)、CrAs(高压下Tc~ 2 K)和K2Cr3As3(还有Rb2Cr3As3和Cs2Cr3As3,Tc分别为6.1 K、4.8 K、2.2 K)中发明了超导景象。此中K2Cr3As3系统因为具有准一维的晶格构造和或许的自旋三重态超导配对而引人关注。

中国科学院物理研讨所/北京凝集态物理国度研讨中心超导尝试室SC10组临时保持新型超导资料的探究研讨,至今已发明二十多种新超导体。近来,该研讨组的博士研讨生穆青隔、刘通等人在任治安研讨员的指导下,对Cr系的准一维化合物进行了系统研讨。他们经过233型单晶脱K的办法制备了133型的KCr3As3单晶,同时察看到较弱的超导旌旗灯号。然后经过进一步的优化制备前提和低温退火处置,得到了超导体积分数靠近100%的KCr3As3超导单晶,其超导Tc为5 K。很快,他们又发明了同为133构造的RbCr3As3超导体,使人诧异的是,该化合物的Tc上升至7.3 K,超过了从前发明的一切Cr系超导体。因为Rb离子比K离子半径更大,该系统表现出的负化学压力效应与233系列超导体完整相反。另一方面,该133型超导体的晶体构造为中心对称,空间群为P63/m(No. 176),与非中心对称的233型构造差别。比拟于氛围中极不波动的233型超导体,该133型新超导体在氛围中十分波动,以至在水中浸泡多天后其超导也无退步,十分合适进一步的尝试丈量与物理研讨。该133系列超导体的发明为准一维超导电性的研讨供给了新的平台,相干研讨成果已宣布在Phys. Rev. B 96,140504(2017) 和 EPL 120,27006 (2017) (EDITOR'S CHOICE)上。

为了进一步加强Cr系超导体的Tc澳门威尼斯人,考虑到233构造的正化学压力效应,该团队又经过离子交换办法,用更小的Na离子替换K离子,胜利制备了Na2Cr3As3单晶。Na2Cr3As3的晶体构造属于P-6m2 (No. 187) 空间群,比拟于K2Cr3As3,晶格沿a轴目标有分明膨胀,约7.6%,沿c轴向仅膨胀了约0.5%,标明离子半径较小的Na 代替K 分明加强了(Cr3As3)2-的链间耦合影响。电阻、磁化率还有比热的丈量标明Na2Cr3As3单晶的超导Tc为8.6 K,这是现在Cr基材猜中最高超导温度。该任务已宣布在Physical Review Materials 2, 034803 (2018) 上。

以上相干研讨任务得到了国度自然科学基金委员会、科技部973项目和中国科学院青年革新促进会优良会员基金的撑持。

论文链接:

停顿|发明新型构造和更高Tc的准一维Cr基超导体

图1. K2Cr3As3和 KCr3As3的晶体构造比照。

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图2. KCr3As3单晶退火前后的电阻温度曲线所示超导改变及与K2Cr3As3的比照

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图3. RbCr3As3单晶的电阻温度曲线及与Rb2Cr3As3的比照

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图4. Na2Cr3As3单晶的电阻温度曲线与上临界场

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图5. 准一维Cr系133和233构造超导体的超导Tc与链间距a的干系

编纂:太阳骑士07

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