記者從中科院合肥物質(zhì)科學研究院獲悉,該院固體物理研究所與強磁場科學中心聯(lián)合科研團隊,在超高壓條件下..在一種新的材料——二硫化鉬中觀測到了超導現(xiàn)象。相關(guān)研究成果被選為編輯推薦文章,日前刊登在..物理類..期刊《物理評論快報》上。
超導是一種宏觀的量子現(xiàn)象,表現(xiàn)為材料的電阻完全消失的行為,通常在非常低的溫度下發(fā)生。當材料處于超導態(tài)時,它具有零電阻、完全抗磁性和超導隧道效應等奇特的性能, 在電力輸運、醫(yī)療器械磁體、微波器件以及磁懸浮列車等應用方面具有獨特的優(yōu)勢。自從1911年發(fā)現(xiàn)汞在4.2K以下呈現(xiàn)超導現(xiàn)象后,因其誘人的應用前景,使人們對新超導材料的開發(fā)一直孜孜以求,并成為材料物理領域的一個主流方向。
過渡金屬二硫?qū)倩颩X2(M為過渡金屬Ti, Nb, Ta, Mo, W; X為硫族元素S, Se, Te)具有和石墨類似的層狀結(jié)構(gòu),根據(jù)單胞中X-M-X三明治單層的數(shù)目及MX6配位多面體的不同,可以分為1T,1T′,Td,2H等多形體。實驗研究業(yè)已表明:通過化學插層或施加外部壓力等調(diào)控手段,可在某些過渡金屬二硫?qū)倩镏姓T導出超導電性。而對于半導體雖然實驗上證實通過化學插層和施加靜電場偏壓可以誘導出超導電性,但迄今還沒有壓力誘導超導電性出現(xiàn)的實驗證據(jù)。
為此,科研人員在自主搭建的高壓綜合測試平臺上,利用金剛石對頂砧產(chǎn)生的超高壓條件,通過低溫電輸運測量發(fā)現(xiàn):二硫化鉬在90GPa(90萬大氣壓)左右的壓力條件下變成超導體,在130~220 GPa(接近地球外核壓力)壓力范圍內(nèi),超導轉(zhuǎn)變臨界溫度可高達12K,并通過密度泛函理論計算解釋了超導出現(xiàn)的微觀機制。審稿人稱贊“該工作..在一個新的材料中觀測到了超導電性,具有新的物理意義”。