又双叒导了?中科院等发布「近室温常压」超导新论文,相关话题一度知乎热榜第一

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又双叒导了?中科院等发布「近室温常压」超导新论文,相关话题一度知乎热榜第一
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重点标签 超导电性磷灰石铜蓝矿超导相近室温超导

文章摘要


近日,中科院、华科大、北科大、华南理工等机构的研究人员联合发布了一项最新研究成果,合成了一种变种磷灰石铜蓝矿的共混物,展现出近室温超导电性。该成果一度冲上知乎热榜第一,引发广泛关注。

研究人员合成了两个并行样本S1和S2,S2中的硫掺杂比例略高于S1。XRD分析显示,样本为变种磷灰石铜蓝矿的混合物。在掺硫过程中,原始磷灰石晶格发生收缩扭曲,晶格常数降低,形成新化合物”变种磷灰石”。EPMA微观定量结果显示,磷和氧逐渐被硫替代。

S1样本在140-240K温度范围内,IV曲线显示出典型的超导特性,零电阻效应明显。临界电流随温度升高而减少。研究人员估计,在240K以下,电阻率至少在10^-8 Ω·m的数量级,甚至更小,表明样品电阻率与铜相当甚至更小。

采用MPMS-3 SQUID检测直流磁化率,25 Oe零场冷却(ZFC)测量下,260K以下显示出显著抗磁性,场冷(FC)为顺磁性。ZFC和FC之间的分叉出现在250-260K,可视为临界温度Tc。S2样本MT曲线在ZFC下显示相似特征,但FC磁化率也表现为抗磁性,表明增加硫掺杂可增强超导特性。

研究团队认为,这种明显的迟滞在其他材料中从未在这么高的温度和常规条件下观察到,是近室温超导的主要特征。同时确定了低临界和高临界磁场(Hc1和Hc2),随温度降低而增加。

样品采用高压水热法制备,与此前烧结磷灰石为原料合成的样品相比,高压水热法样品质地软脆但更易提纯。原料包括硝酸铜、硝酸铅、磷酸铵和硫化钾,经过合成原料铅磷灰石并共掺铜和硫,进一步掺硫等步骤,最终得到纯黑色样品。

样品最终呈现的黑色非常关键,也是复现难度大的原因。合成过程中颜色稍有偏差,样品就会失效。研究团队表示,已将样品开放提供给同行进行验证。

这项研究成果为实现近室温超导提供了新的思路和方法,具有重要的科学意义和应用前景。论文链接:https://arxiv.org/abs/2406.17525

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原文作者: 极市平台

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