《Advanced Materials》科学家在二维材料中发现卸压致超导增强的现象

2025年07月17日 阅读量:197

元素百科介绍科学家在二维材料中发现卸压导致超导增强的现象。实现高温和室温超导是超导学术界和工业界梦寐以求的圣杯。借助高压技术,创纪录的超导转变温度为165 K和203 K先后在铜氧化物和硫化氢上实现。但不幸的是,压力诱导的超导现象随着压力的卸载而消失或回到初始状态。由北京高压科学研究中心研究员陈斌领导的团队首次发现,二维材料硒化镓的卸压导致超导增强。该结果于7月10日发表在著名的国际材料学术期刊上《Advanced Materials》上。

如何在室压条件下保持高压诱导的超导是一个长期存在的问题。只有将压力诱导的超导和高温超导保留在室压条件下,才能实现其实际应用。

北京高压科学研究中心研究员陈斌带领的国际合作小组选择二维硒化镓作为研究对象。“首先,层压材料的电子结构可以通过施加压力进行调节,压力调节获得的特性通常可以保持在较低的压力条件下,有利于将高压诱导的超导现象保存在低压甚至室压条件下。” 研究员陈斌解释说。

“此外,硒化镓对外部环境非常敏感,可以通过改变外部环境来实现不同电子态之间的转换,这有助于我们通过压力控制获得所需的超导电子态。此外,在硒化镓中,压力诱导的二维到三维结构变化不同于其他二维材料,表明其电子结构在压力下的演变行为也不同于其他层状过渡金属硫化物,因此与过渡金属硫化物完全不同。

在二维材料硒化锆中,研究小组惊讶地发现,压力诱导的超导行为在降压过程中增强,超导温度是升压过程中的近两倍,并保持了很低的压力。

本研究的重要意义在于,这是在卸压过程中首次发现超导增强现象。在通常的压力诱导超导现象中,随着压力的去除,超导转换温度会逐渐消失。陈斌研究员说:“这项工作表明,材料的选择是合适的。高压诱导的高温超导现象可以保持在低压甚至室压下,使高压超导的应用成为可能。”。

陈斌研究员补充说:“虽然还有很多深入的研究等着我们去探索,但这至少是我们进入室温超导的开始。我们相信在二维材料中有更多的惊喜等着我们。”。

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