記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉,該院固體物理研究所與強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì),在超高壓條件下..在一種新的材料——二硫化鉬中觀測(cè)到了超導(dǎo)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(lèi)..期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。
超導(dǎo)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(dāng)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí),它具有零電阻、完全抗磁性和超導(dǎo)隧道效應(yīng)等奇特的性能, 在電力輸運(yùn)、醫(yī)療器械磁體、微波器件以及磁懸浮列車(chē)等應(yīng)用方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。自從1911年發(fā)現(xiàn)汞在4.2K以下呈現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象后,因其誘人的應(yīng)用前景,使人們對(duì)新超導(dǎo)材料的開(kāi)發(fā)一直孜孜以求,并成為材料物理領(lǐng)域的一個(gè)主流方向。
過(guò)渡金屬二硫?qū)倩颩X2(M為過(guò)渡金屬Ti, Nb, Ta, Mo, W; X為硫族元素S, Se, Te)具有和石墨類(lèi)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(shí)驗(yàn)研究業(yè)已表明:通過(guò)化學(xué)插層或施加外部壓力等調(diào)控手段,可在某些過(guò)渡金屬二硫?qū)倩镏姓T導(dǎo)出超導(dǎo)電性。而對(duì)于半導(dǎo)體雖然實(shí)驗(yàn)上證實(shí)通過(guò)化學(xué)插層和施加靜電場(chǎng)偏壓可以誘導(dǎo)出超導(dǎo)電性,但迄今還沒(méi)有壓力誘導(dǎo)超導(dǎo)電性出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
為此,科研人員在自主搭建的高壓綜合測(cè)試平臺(tái)上,利用金剛石對(duì)頂砧產(chǎn)生的超高壓條件,通過(guò)低溫電輸運(yùn)測(cè)量發(fā)現(xiàn):二硫化鉬在90GPa(90萬(wàn)大氣壓)左右的壓力條件下變成超導(dǎo)體,在130~220 GPa(接近地球外核壓力)壓力范圍內(nèi),超導(dǎo)轉(zhuǎn)變臨界溫度可高達(dá)12K,并通過(guò)密度泛函理論計(jì)算解釋了超導(dǎo)出現(xiàn)的微觀機(jī)制。審稿人稱(chēng)贊“該工作..在一個(gè)新的材料中觀測(cè)到了超導(dǎo)電性,具有新的物理意義”。