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东京工业大学发现含铁的高温超导物质 临界温度为32K |
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http://cn.newmaker.com
2/21/2008 4:03:00 PM
日经BP社
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东京工业大学界面研究中心教授细野秀雄等2008年2月18日宣布,发现了含铁的Oxypnictide化合物(LaOFeAs)的超导状态。报告的最高临界温度为32K(-241.15℃)。此前,业界认为铁(Fe)等磁性材料不会产生超导现象。今后,有望通过探索具有相同结晶结构的化合物材料,进一步提高临界温度。
此次发现的LaOFeAs是一种由绝缘的氧化镧层(LaO)和金属导电的砷铁(FeAs)层交错层叠而成、具有结晶构造的层状化合物(图1)。通常情况下,即使是低温状态也不会产生超导现象,不过在将一部分氧离子(O)置换成氟离子(F)后显现出了超导现象。具体来说,氟离子的置换量超过3%后即会显现出超导状态,在11%左右得到了32K的最高临界温度。
细野等的研究小组2006年7月报告说该系列的化合物LaOFeP为超导物质,不过当时的临界温度极低、仅为5K左右。此次通过改变部分成分,成功地提高了临界温度。此类化合物用Ln(O1-XFX)M Pn(在此Ln=镧系元素,M=迁移金属,Pn=P(磷),As(砷),Sb(锑))这一通式表示,不过通过各元素的替换、比例的改变、氟离子置换量的调节等可以形成多种物质,因此今后温度有望进一步提高。最近的实验数据就曾显示出临界温度有可能提高至50K左右。
此次的成果是JST(科学技术振兴机构)基础研究业务ERATO-SORST项目“利用透明氧化物纳米结构的功能开拓和应用”(2004年10月~2009年9月)的研究成果。该项目研究的是LnOMPn系层状化合物的系统性功能。这种化合物具有绝缘层LnO和半导体层MPn交错层叠的结晶结构,由于可通过选择元素,改变绝缘体、半导体、磁性半导体及强磁性体的性质,被业界视为是很有前景的化合物,受到了广泛关注。
高温超导物质方面,金属系材料二硼化镁(MgB2)实现了39K的最高临界温度,铜系氧化物材料Hg-Ba-Ca-Cu-O系在常压下达到了130K,在高压下达到了160K的最高临界温度,不过最近几年没有新的纪录产生。
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