铂适不适合做超导?让科学家给你答案!


材料牛注:以前,科学家们认为铂不适合作为超导材料来使用,但是近日,日本科学家的研究人员们采用高压制备的方法,开发出一种新的基于铂的超导材料,让超导材料继续向前发展,他们还表示将研究其晶体结构,探索其超导转变机理。

日本北海道大学的研究人员们连同九州理工学院、NEC公司、庆应义塾大学以及国家材料科学研究所共同研发出一种新奇的基于铂的超导材料。而在此之前,铂一直饱受争议,被认为不适合作为超导材料,现在,科学家为它正名啦!

据科学家们介绍,该材料的制备经过了以下几个阶段:首先,将镧(La)、铂(Pt)和砷(As)三种元素的粉末按照1:5:1的比例压缩成颗粒,然后在500°C的温度下加热10小时。又将这种合成材料打磨成球状,最后放在不同的压力环境中在1000°C的高温下加热一小时。研究小组发现,最终产品LaPt5As在5 GPa的压力没有超导现象,但是将压力加大到10 GPa时,该材料出现了超导现象!令人遗憾的是,继续加大压力到15 GPa时,又失去了超导现象。

研究人员们顺藤摸瓜,继续研究了LaPt5As的晶体结构。他们透露,铂原子在晶体中排列形成多层堆积高度可达6nm,是目前已知金属超导体中最高的。他们还发现,镧和砷原子以某种方式从铂层中分离出来,由此他们推测,这会削弱铂电子之间的相互作用,使它们能够更自由地流动,从而具有了超导性质。

研究人员表示,下一步研究方向是确定非超导相的LaPt5As的晶体结构细节,以帮助理解在10 GPa下该材料由非超导变成超导的转变机理。

高压合成(超过10 GPa)不常应用于材料科学中,此次,研究人员也将他们的研究成果发表在Journal of the American Chemical Society上。他们说,这个研究表明还有进一步的发展空间来探索由高压作用于材料后引起的未知相。

原文链接: Putting the pressure on platinum Researchers synthesize uniquely structured platinum-based superconducting material

感谢材料人编辑部王旗提供素材,陈露编译,丁菲菲审核,点我加入编辑部

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