新的設計策略可以幫助改進層狀超導材料

2019-10-15 11:29:01 編輯：來源：

導讀東京城市大學的科學家創造了一種新型的層狀超導材料，其導電層由鉍，銀，錫，硫和硒制成。導電層具有四個不同的子層。通過引入更多的元素，

東京城市大學的科學家創造了一種新型的層狀超導材料，其導電層由鉍，銀，錫，硫和硒制成。導電層具有四個不同的子層。通過引入更多的元素，他們能夠實現無與倫比的可定制性和更高的“臨界溫度”，在該溫度以下可以觀察到超導性，這是超導體研究的關鍵目標。他們的設計策略可以應用于設計新的和改進的超導材料。

曾經是學術界的好奇心，超導體現在處于真正的技術創新的最前沿。日常MRI機器，用于治療的粒子加速器中都可以看到超導磁體，更不用說目前正在建造的連接東京和名古屋的新型中央新干線磁懸浮列車。近來，已經研究了一種全新的“層狀”超導結構，其由超導和絕緣的二維晶體層的交替層組成。尤其是，鑒于該系統具有創造超高效熱電器件的潛力和全新的“高溫”超導材料類別，該系統的可定制性引起了人們的特別關注。

東京都立大學水口佳一副教授領導的一個研究小組最近創造了一種基于硫化鉍的層狀超導體。他們的工作已經揭示了新穎的熱電特性和升高的“臨界溫度”，在該溫度以下可以觀察到超導性。現在，他們與山梨大學的一個團隊合作，采用了該系統的多層版本，該系統的導電層由四個原子層組成，并開始交換出少量不同種類的原子，以研究材料如何變化。

從導電層開始他們用鉍，銀和硫制成，試圖用某些銀代替錫。通過改變銀的含量，他們能夠將臨界溫度從0.5K提高到2.0K以上。有趣的是，他們發現這伴隨著其電阻率在明顯更高的溫度下消失的現象。盡管尚不清楚其背后的原因，但很明顯，添加錫已顯著改變了材料的電子結構。此外，他們采用了最佳的鉍，銀，硫和錫的組合，并用部分硫代替了硒，這是一種已知的改進方法，可以改善其原始硫化鉍材料的超導性能。他們不僅將臨界溫度進一步提高到3.0K，

通過改變層的組成和層數，該團隊相信他們即將實現新的，定制的基于硫化鉍的超導材料的自底向上工程。

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