Superlaidininkai iš geležies: palaikykite vėsioje vietoje NPP Azijos medžiagos

Superlaidininkai iš geležies: palaikykite vėsioje vietoje NPP Azijos medžiagos

Anonim

Dabar superlaidininkai gali būti sintetinami esant daug žemesnei temperatūrai ir trumpesniam reakcijos laikui.

Neseniai atradimas, kad tam tikros geležies pagrindu pagamintos magnetinės medžiagos, vadinamos oksiknicidais, gali tiekti elektrą, kurios pasipriešinimas nulis, sukėlė mokslininkų ir pramonės susidomėjimą. Jų viltis? Tai, kad atrakinus elektronų pernešimo paslaptis šioje naujoje kristalinėje keramikoje, atsiras stipresni superlaidininkai, veikiantys praktiškesnėje temperatūroje.

Dabar Fu-Qiang Huangas ir kolegos iš Kinijos mokslų akademijos Šanchajuje 1 sukūrė metodą, kaip greitai gaminti okspnictidinius superlaidininkus žemiausioje iki šiol pasiektoje perdirbimo temperatūroje. Dėl šios naujos technologijos suteikta struktūrinė kontrolė ir sutaupytos išlaidos žada nustatyti būsimos didelės apimties gamybos standartą.

Oksipnikido superlaidininkai susideda iš dviejų matmenų laidžios geležies arsenido (FeAs) sluoksnių, sukrautų tarp blokuojančių retųjų žemių oksidų, tokių kaip lantano oksidas (LnO), sluoksnių, ir yra legiruoti nedideliu fluoro kiekiu, kad padidėtų kritinė superlaidžiojo temperatūra. Paprastai kaip pradinės medžiagos naudojami FeAs ir LnO, tačiau kadangi šie junginiai yra termiškai stabilūs, norint gauti okspnikido medžiagą, reikalingos visą dieną trunkančios reakcijos iki 1250 ° C temperatūros. Dėl fluoro ir arseno atomų nepastovumo dėl šių ekstremalių sąlygų sunku kontroliuoti superlaidininko sudėtį.

Norėdami išspręsti šią problemą, Huangas ir jo komanda pasirinko dvi „meta-stabilias“ pradines medžiagas - lantano arsenidą (LnAs) ir geležies oksidą (FeO). Kadangi šių junginių atomai yra surišti daug silpniau nei FeAs ir LnO, mokslininkai sugebėjo pagaminti aukštos kokybės superlaidžius kristalus daug švelnesnėmis sąlygomis.

„Sintezės temperatūra buvo net 900 ° C, - sako Huangas -„ tai beveik neįsivaizduojama daugumai šios srities mokslininkų “.

Tyrimo komanda nustatė, kad reagentų sumažinimas į smulkius miltelius, naudojant rutulinį malūną, pagerino sintezę, leisdamas geriau maišyti ir padidinti pradinių medžiagų reaktyvius paviršiaus plotus. Taikant šį metodą oksiknicikdai, kurių kritinė superlaidžioji temperatūra yra 50 K (–223 ° C) (1 pav.), Gali būti suformuoti per 20 minučių - rezultatas, turintis didelį komercinį potencialą, sako Huangas. „Jei šie superlaidininkai plačiai naudojami pramonėje, manau, kad šis metodas bus pagrindinis reakcijos būdas gaminant birias arba plonasluoksnes medžiagas“, - sako jis.

Image

1 pav. Deguonies piknatus, kurių superlaidžioji temperatūra yra 50 K, dabar galima paruošti žymiai žemesnėje temperatūroje ir trumpesnį reakcijos laiką. (Pradinis) Okspnicido superlaidininko nuskaitytas elektroninis mikroskopinis vaizdas. © 2010 F.-Q. Huangas

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.