我国开发出水热法铁基超导材料

文章来源:中国化工报 发布时间:2014-12-26
12月21日,国家纳米技术与工程研究院传出消息,我国纳米技术领域取得了重大突破,中国科技大学陈仙辉教授研究组利用水热法成功研发出一种新型纳米材料——铁基超导材料,其超导转变温度高达40K以上,突破了麦克米兰极限温度。

12月21日,国家纳米技术与工程研究院传出消息,我国纳米技术领域取得了重大突破,中国科技大学陈仙辉教授研究组利用水热法成功研发出一种新型纳米材料——铁基超导材料,其超导转变温度高达40K以上,突破了麦克米兰极限温度。这是我国首次利用水热法发现FeSe类新型高温超导材料,有望结束超导材料长期依赖从美国、日本进口的历史。

超导,全称为超导电性,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失的现象,具备这种特性的材料称为超导体。物理学家麦克米兰根据传统理论计算断定,超导体的转变温度一般不能超过40K(约-233℃),这个温度也被称为麦克米兰极限温度。铁基高温超导体是目前凝聚态物理领域的研究热点,其机理还没有得到完全的理解,FeSe类超导体以其诸多独特的性质被认为是研究铁基超导机理的理想材料体系。

中国科技大学陈仙辉教授研究组首次利用水热反应方法成功发现了超导转变温度40K以上的新的FeSe类超导材料(Li0.8Fe0.2)OHFeSe。该材料由FeSe层和(Li0.8Fe0.2)OH层沿c方向交替堆垛而成,FeSe层与(Li0.8Fe0.2)OH层之间由极其微弱的氢键相连。他们还与美国国家标准技术研究所中子研究中心的黄清镇博士等几个研究组合作,通过结合X射线衍射、中子散射和核磁共振3种技术手段精确地确定了该新材料的晶体结构。

据了解,研究人员还发现,该结构中严重畸变的FeSe4四面体有利于超导,这与FeAs类超导体中完美的FeAs4四面体有利于超导完全不同。比热、磁化率和核磁共振数据表明该新超导材料在低温8.5K存在反铁磁序,并与超导电性共存。同时,该新超导体所具有的高超导转变温度、空气中稳定等优点为进一步的实验研究确定了方向,也为探索铁基高温超导的内在机制提供了理想的材料体系。

链 接

五获诺奖的超导材料

在超导研究的历史上,已经有10人获得了5次诺贝尔奖,其研究价值举足轻重。目前,超导的机理以及全新超导体的探索是纳米技术领域最重要的前沿问题。同时,超导材料在石油化工、信息通信、能源存储、交通运输、生物医学和航空航天等领域有着重大的应用前景,受到业界的广泛关注。

分析人士表示,目前超导市场的潜在规模高达2000亿元。其核心超导材料占比30%~40%,市场规模800亿元左右。我国超导材料主要从美国和日本进口,价格昂贵,约占超导应用产品成本的50%。从整个产业链价值来看,超导材料占超导设备成本40%~50%。从盈利空间来讲,超导材料盈利空间最强,毛利率在50%左右。超导行业的发展将对超导材料产生巨大需求。

0
-1
收藏
/
正在提交,请稍候…