强韧高温超导纳米线——铁基超导晶须研制成功.pdf

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3 8 中国材料进展 第 3 1卷 t e r ,20 0 6,1 8: 1 7 3 7 1 73 9 6 6 Ra me s h R,N i e o l a a S p a l d i n Mu h i f e r r o i c s :P r o g r e s s a n d P r o s - p e c t s in T h i n F i l m s J Na t u r e Ma t e r i a l s ,2 0 0 7 ( 6) :2 12 9 6 7 T o k u r a YMu l t i f e l T o i c s a s Q u a n t u m E l e c t r o ma g n e t s J 5 c e n c e,2 0 0 6,3 1 2: 1 4 811 48 2 6 8 L e b e u g l e D,C o l s o n D,F o r g e t A,e t a 1 V e r y L a r g e S p o n t a n e - O U S El e c t ric Po l a riz a t i o n i n Bi F e O3 S i n g l e Cr y s t a l s a t Ro o m T e m p e r a t u r e a n d I t s E v o l u t i o n u n d e r C y c l i n g F i e l d s J A p p l P h y s L e t t ,2 0 0 7,91:02 2 9 0 7 6 9C a z a y o u s M,G a l l a i s Y,S a c u t o AP o s s i b l e Ob s e r v a t i o n o f C y c l o i d a l E l e e t r o ma g n o n s i n B i F e O 3 J P h y s R e v L e t t ,2 0 0 8, 1 01:03 7 6 010 3 7 6 0 4 7 O C o n t r e r a s J RR e s i s t i v e S w i t c h i n g i n Me t a l F e r r o e l e e t r i e Me t a l J u n c t i o n s J J A p p l P h y s L e t t ,2 0 0 3 ,8 3:4 5 9 5 4 5 9 7 7 1 C h o i T S wi t c h a b l e F e I T O e l e e t r i c D i o d e a n d P h o t o v o h a i c E f f e c t i n B i F e O J S c i e n c e , 2 0 0 9, 3 2 4 ( 5 9 2 3 ) :6 36 6 f 7 2 1 G a r c i a V G i a n t T u n n e 1 E l e e t r o r e s i s t a n e e f o r N o n - D e s t r u e t i v e R e a d o u t o f F e r r o e l e c t r i e S t a t e s J N a t u r e ,2 0 0 9,4 6 0 :8 1 8 4 7 3 G a r c i a VF e r r o e l e e t r i c C o n t r o l o f S p i n P o l a r i z a t i o n J S c i e n c e , 2 0 1 0 ,3 2 7 ( 5 9 6 9) :1 1 0 61 1 1 0 7 4V e l e v J P Ma g n e t i c T u n n e l J u n c t i o n s w i t h F e r r o e l e c t r i c B a r r i e r s : P r e d i c t i o n o f F o u r R e s i s t a n c e S t a t e s fr o m F i r s t P r i n c i p l e s J N a n o L e t t ,2 0 0 9, 9 ( 1 ):4 2 74 3 2 7 5 Ma k s y mo v y c h P P o l a r i z a t i o n C o n t r o l o f E l e c t r o n T u n n e l i n g i n t o F e r r o e l e c t r i e S u r f a c e s J S c i e n c e , 2 0 0 9, 3 2 4:1 4 2 11 4 2 5 7 6Y a n g C HE l e c t r i c Mo d u l a t i o n o f C o n d u c t i o n i n Mu h i f e r r o i e C a Do p e d B i F e O 3 F i l ms J N a t u r eMa t e r , 2 0 0 9 ,8 :4 8 54 9 3 强韧高温超导纳米线铁基超导晶须研制成功 13本材料科学研究所 ( N I MS ) 和东京工业 大学 以山浦一成博士等 为首的研 究小组 ,成功研制出强韧高温超导纳米线铁基超导 晶须。 日本开发的铁基超导体 ,基本元素是铁和砷 ,在添加 2种 或 2种 以上其它 附加元素之后 ,其超导转变温度 已知达到最高 。在晶须制造方 法中,一般采用 气相反应沉积法 ,即原料元 素的蒸发 、反应气体 的输送和基体 上的沉积 。然 而 ,用这种方法制备具有大 的长度 直 径 比的铁基超 导晶须时 ,由于砷元素在 晶体生长装置里 的广泛扩散 ,毒性问题很难解决。此外 ,铁基超导体 的超导性 能对晶体组成很敏感 ,例如 ,超导转变温度为 3 0 K (一 2 4 3 o C) 以上 的铁基超导 体 ,通常由4种 以上元素组成( 包括铁 和砷),用气相沉积法合成 由4种以上元 素组成( 包括铁和砷 ) 的须状 晶体时 ,元素成分很难 控制。因此 ,气 相沉积法 高温超导纳米线承受应力的样子 的铁基超导晶须到 目前还 没有制造 出来 。 在本研究 中,毒性问题容易解决 ,超导转变温度达到 3 0 K以上,提供有助于工业生产 的制造方法。采用金 属 申 化合物和金属粉末作为原料 ,与能促进晶体生成的添加剂混合 。混合粉末充填在胶囊状金 属反应容器里 ,经适 当 几 械压制后粉坯有最合适的密度 ,再经合适的热处理得到所希 望的铁基超导晶须 。现 已确认 ,这种 晶须 的超导转变 盛度为 3 3 K(一2 4 0 o C) ,其形 状 为细 长棒 针状 ,长 度 直 径 比在 2 0 0以上 ,直径 在 1 tx m 以下 ( 纳 米线 ) ,具 有 ; r Z n S b , 型晶体结构 。 对于铜氧化物超导体 ,虽能制造 出具有相 同超导转变温度的 晶须 ,但 由于陶瓷 的固有脆性 ,其应用受到限制 。 菁 勒烯超导晶须也能制造 出来 ,但长度 直径 比在 1 0以下。铁基超导晶须与此形成对照 ,其性质更 接近于合金 ,强 而 韧 ,不像铜 氧化物超导体那样脆 ,长度 直径比更大 ,可扩大应用范围。 本课题为 日本科技总局“ 新超导材料及其性能探索和超导线材工业应用” 计划的一部分。 ( 来 源 :N I MS N e w s )
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