鉑適不適合做超導?讓科學家給你答案!


材料牛注:以前,科學家們認為鉑不適合作為超導材料來使用,但是近日,日本科學家的研究人員們采用高壓制備的方法,開發出一種新的基于鉑的超導材料,讓超導材料繼續向前發展,他們還表示將研究其晶體結構,探索其超導轉變機理。

日本北海道大學的研究人員們連同九州理工學院、NEC公司、慶應義塾大學以及國家材料科學研究所共同研發出一種新奇的基于鉑的超導材料。而在此之前,鉑一直飽受爭議,被認為不適合作為超導材料,現在,科學家為它正名啦!

據科學家們介紹,該材料的制備經過了以下幾個階段:首先,將鑭(La)、鉑(Pt)和砷(As)三種元素的粉末按照1:5:1的比例壓縮成顆粒,然后在500°C的溫度下加熱10小時。又將這種合成材料打磨成球狀,最后放在不同的壓力環境中在1000°C的高溫下加熱一小時。研究小組發現,最終產品LaPt5As在5 GPa的壓力沒有超導現象,但是將壓力加大到10 GPa時,該材料出現了超導現象!令人遺憾的是,繼續加大壓力到15 GPa時,又失去了超導現象。

研究人員們順藤摸瓜,繼續研究了LaPt5As的晶體結構。他們透露,鉑原子在晶體中排列形成多層堆積高度可達6nm,是目前已知金屬超導體中最高的。他們還發現,鑭和砷原子以某種方式從鉑層中分離出來,由此他們推測,這會削弱鉑電子之間的相互作用,使它們能夠更自由地流動,從而具有了超導性質。

研究人員表示,下一步研究方向是確定非超導相的LaPt5As的晶體結構細節,以幫助理解在10 GPa下該材料由非超導變成超導的轉變機理。

高壓合成(超過10 GPa)不常應用于材料科學中,此次,研究人員也將他們的研究成果發表在Journal of the American Chemical Society上。他們說,這個研究表明還有進一步的發展空間來探索由高壓作用于材料后引起的未知相。

原文鏈接: Putting the pressure on platinum Researchers synthesize uniquely structured platinum-based superconducting material

感謝材料人編輯部王旗提供素材,陳露編譯,丁菲菲審核,點我加入編輯部

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