高熵合金的概念是20世纪90年代基于对大块非晶合金研究的背景下提出的。高熵合金通常由五种以上等原子比或近等原子比的元素组成,并且每种元素在晶格点阵上呈无规则分布构成的具有简单晶体结构的固溶体,其在热力学上表现为混合熵高。高熵合金在多方面表现出优异的性能,如突出的比强度、优异的高温机械性能和低温断裂韧性等,使人们对其应用前景有所期待。近年,在具有体心立方结构的五元高熵合金Ta-Nb-Hf-Zr-Ti中发现了超导电性,而且在电阻-温度曲线上表现出独特的超导转变特性。
最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)超导国家重点实验室郭静副研究员、博士生王红红和孙力玲研究员及合作者与普林斯顿大学Cava教授研究组合作,对其提供的高质量高熵合金(TaNb)0.67(HfZrTi)0.33样品的超导电性进行了系统的原位超高压研究。发现该合金在压力下具有令人惊奇的稳定零电阻的超导电性:在高达190.6 GPa 的压力范围内能保持其电阻-温度曲线的超导转变陡降和清晰的零电阻行为(见图),而且在如此大的压力范围内其超导转变温度变化很小。在上海光源完成的高压同步辐射XRD实验结果表明在96 GPa的压力下,样品的体积被压缩~28 %,但没有发生结构相变。该项研究结果表明(TaNb)0.67(HfZrTi)0.33高熵合金超导体在超高压产生的大变形量下仍能很好的保持其常压相所具有的超导电性。该发现不仅丰富了人们对超导实验现象的了解,也对超导理论方面完整的理解超导机制提供了新的实验依据。此外,还为满足对在超高压等极端条件下服役的超导材料的潜在需求提供了一种候选合金。该项研究结果发表在美国科学院院刊【PNAS 114(2017)13144】上。Nature对该项成果在其 Research Highlight 栏目中以 “Super-squeezing can't crush this superconductor's powers” 为题做了报道。
该项研究得到了科技部(2017YFA0302900,2016YFA0300300,2017YFA0303103), 基金委(91321207,11427805, U1532267,11604376)和中科院B类先导项目(XDB07020300)的资助。
相关工作链接:
http://www.pnas.org/content/114/50/13144.full.pdf
https://www.nature.com/articles/d41586-017-08237-x
高熵合金(TaNb)0.67(HfZrTi)0.33超导转变温度-压力相图(平面图)和不同压力下电阻-温度曲线(侧面图)。相图中实心红点和绿点为别为两轮超高压力下测得的样品的零电阻转变温度。
PNAS-2017-Guo-13144-7.pdf
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
高熵合金Ta-Nb-Hf-Zr-Ti在超高压力下超导电性稳定性的发现
本站小编 Free考研/2020-05-21
相关话题/结构 实验
首次在实验上验证二维“节线”(node-line)拓扑半金属
“拓扑半金属”是不同于“拓扑绝缘体”的一类全新的拓扑电子态,因具备非同寻常的奇异磁输运性质(如负磁阻、巨磁电阻)以及极高的载流子迁移率等优势迅速成为量子材料领域崭新的研究热点和前沿。 它类似"三维的拓扑表面态",被认为是拓扑态可能取得实际应用的突破点之一。根据能带在费米面处的交叉点在晶格动量空间的分 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21纯n型III族氮化物半导体异质结构实现p-n结整流特性
GaN基材料(主要包括GaN,以及与InN,AlN的合金)由于其大范围可调节的直接禁带,饱和电子迁移速度大,击穿场强高等优异的性能,已经成为高频大功率光电和电子器件领域的重要材料。其中通过对半导体材料的p型和n型掺杂以形成的p-n结是许多器件的核心结构之一。然而,由于p型GaN空穴浓度低,电子迁移率 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21基于网状碳纳米管结构的高性能紧凑型柔性热电模块研究取得进展
热电模块能把产生于自然热源(如太阳能或地热能)的热能和工业、生活废热直接转换为有价值的电能,实现能源的循环利用,也可用于固态制冷,在能源危机和环境污染日益严重的今天,具有重大的意义。面对传统无机热电材料存在的不足,对环境友好且价格低廉的新型柔性热电材料引起了研究者的巨大关注。由于在热电模块中,p型和 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21实验证实非简单空间群拓扑绝缘体中的沙漏费米子
“拓扑”是数学中的一个概念,近年来被广泛应用于物理领域。随着拓扑能带理论研究的不断深入,涌现出形形色色的对称性保护的拓扑量子物态,如拓扑绝缘体、拓扑半金属、拓扑超导等等。这些拓扑态的一个重要特征就是存在拓扑性保护的表面电子态,如强拓扑绝缘体中的狄拉克锥型色散的表面态、拓扑外尔半金属中的非闭合费米弧表 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21硅烯中新型狄拉克锥的直接实验观测和起源
硅烯是指单层硅原子构成的二维单晶结构。由于它具有和石墨烯类似的蜂窝状晶体构型,因此理论预言它将具有和石墨烯类似的电子结构,即在布里渊区的顶角(K点)存在狄拉克锥。在石墨烯中,狄拉克点附近的准粒子近似为无质量的狄拉克费米子,从而导致众多有趣的物理现象及高的电子迁移率。硅烯除了具有石墨烯所具有的类似物理 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21单分子力谱揭示染色质纤维的关键中间态结构
单分子技术是研究生物分子机器动态结构和功能的重要手段。中科院软物质物理重点实验室从2002年开始逐步建立起以磁镊和荧光光谱为主的单分子研究体系,在DNA凝聚(JACS 2006,PRL 2012)、DNA与抗癌药物作用(NAR 2009, PRE 2015)、端粒四联体DNA折叠(JACS 2013 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21石墨烯/氮化硼异质结构的热致旋转现象观测
二维材料范德华异质结构近期在二维材料和物理研究领域引起了广泛的研究兴趣(参考文献1、2)。不同的二维材料通过范德华力结合在一起可以形成不同类型的异质结构,往往可以表现出单种二维材料所不具备的特性。这种人工异质结的出现为研究者有目的性的设计不同结构以及器件提供了极大地空间。例如垂直隧穿晶体管,二维材料 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21极端条件物理重点实验室二十周年室庆暨学术论坛
2020年1月5日,极端条件物理重点实验室二十周年室庆暨学术论坛在物理所D楼212顺利举行。物理所所长方忠,党委书记、副所长文亚,所长助理冯国星出席会议并讲话。实验室主任汪卫华,党支部书记、副主任程金光,党支部副书记苏少奎和各课题组长参加并主持会议,正在和曾经在极端条件物理实验室学习和工作的师生20 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21超导国家重点实验室召开2020年学术大会暨第五届学术委员会第二次全体会议
2020年1月8日,超导国家重点实验室在中国科学院大学怀柔校区国际会议中心召开了2020年学术大会暨第五届学术委员会第二次全体会议。 在1月8日上午的超导实验室学术大会上,超导实验室学术委员会主任向涛院士首先致欢迎辞,实验室主任周兴江研究员向学术委员会委员和实验室全体师生介绍了2020年学术大会的 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21微加工实验室成功举办“2019年微纳米加工技术讲习班”
“2019年微纳米加工技术讲习班”于7月8-12日在中国科学院物理研究所成功举办。本次是第十一届微纳米加工技术讲习班,主要面向国内从事纳米科技的研究生和科研工作者进行公益讲座, 将微纳米加工技术基础知识的讲授与前沿专题讲座及先进微加工设备介绍相结合,由物理所微加工实验室的专业老师讲授关于微纳米尺度加 ...中科院物理研究所 本站小编 Free考研 2020-05-21