科技日報記者 張夢然
日本東京都立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)最近取得了一項(xiàng)重大突破。他們合成了一種由鐵、鎳和鋯組成的新型過渡金屬鋯化物，在特定的成分比例下其展現(xiàn)出非常規(guī)超導(dǎo)性。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期《合金與化合物雜志》上。
超導(dǎo)體由于其零電阻特性和強(qiáng)大的磁懸浮能力，在現(xiàn)代科技中扮演著重要角色，例如在醫(yī)療成像設(shè)備和電力傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。然而，大多數(shù)已知超導(dǎo)材料需要冷卻到極低溫度（接近絕對零度），這限制了它們的廣泛應(yīng)用。因此，尋找能夠在更高溫度下工作的超導(dǎo)材料一直是科學(xué)家努力的方向，特別是那些可以在77K或以上溫度運(yùn)作的材料，因?yàn)檫@個溫度允許使用成本較低的液氮作為冷卻劑，而不是昂貴的液氦。
2008年發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)體為高溫超導(dǎo)帶來了希望，而東京都立大學(xué)的研究進(jìn)一步表明，含有磁性元素的材料可能對非常規(guī)超導(dǎo)性至關(guān)重要。他們通過電弧熔化技術(shù)制備了多晶鐵-鎳-鋯合金，并觀察到了一個隨鐵鎳比例變化而變化的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域，呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，形成了一個“圓頂”。盡管單獨(dú)的鋯化鐵和鎳鋯不具備超導(dǎo)特性，但當(dāng)它們與不同比例的鐵和鎳結(jié)合時，形成的合金都顯示出這種圓頂形相圖——這是非常規(guī)超導(dǎo)體的一個顯著特征。
此外，實(shí)驗(yàn)還揭示了鎳鋯化物磁化率中的磁躍遷異常，這暗示了新合金的超導(dǎo)性可能與磁序有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)不僅為理解非常規(guī)超導(dǎo)機(jī)制提供了新的視角，也為開發(fā)下一代超導(dǎo)器件材料設(shè)計開辟了道路。
