Nyt superledende materiale opdaget i overgangsmetal dichalcogenides materialer

Med støtte fra elektrisk transport og magnetiske målesystemer fra Steady High Magnetic Field Facility (SHMFF) opdagede et forskerhold fra Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Chinese Academy of Sciences (CAS), et nyt superledende materiale kaldet (InSe₂ )_x NbSe₂ , som besidder en unik gitterstruktur. Den superledende overgangstemperatur for dette materiale når 11,6 K, hvilket gør det til overgangsmetalsulfidsuperlederen med den højeste overgangstemperatur under omgivende tryk.

Resultaterne blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society.

TMD-materialer har fået masser af opmærksomhed på grund af deres talrige anvendelser inden for katalyse, energilagring og integrerede kredsløb. De relativt lave superledende overgangstemperaturer for TMD-superledere har dog begrænset deres potentielle anvendelse.

I denne undersøgelse har forskere med succes fremstillet et nyt superledende materiale med den kemiske formel (InSe₂ )_x NbSe₂ . I modsætning til de konventionelle forhold, hvor isolerede atomer indsættes i van de Waals-hullerne i lavdimensionelle materialer, i (InSe₂ )_x NbSe₂ de interkalerede indiumatomer blev fundet at danne InSe₂ -bundne kæder.

"Dette materiale har en meget høj overgangstemperatur blandt alle overgangsmetal dichalcogenid (TMD) superledere," sagde prof. Zhang Changjin, der ledede holdet, "og det udviser en imponerende kritisk strømtæthed."

Den superledende overgangstemperatur for (InSe₂ )_0,12 NbSe₂ prøven kunne være så høj som 11,6 K ved omgivende tryk, hvilket er 60 % højere end for uberørt NbSe₂ .

Desuden (InSe₂ )_x NbSe₂ superleder udviser stor kritisk strømtæthed på 8x10 ⁵ A/cm₂ , som også er den højeste blandt alle TMD-superledere. Den kritiske strømtæthed kan sammenlignes med højtemperatur-superledere såsom cuprat og jernbaserede forbindelser, hvilket viser dens gode anvendelsesmuligheder.

Denne opdagelse åbner nye muligheder for at fremme superledningsforskning og udvikle højtemperatursuperledere med forbedret ydeevne, ifølge holdet.

Flere oplysninger: Rui Niu et al., Forbedret superledning og kritisk strømtæthed på grund af interaktionen mellem InSe2 Bonded Layer i (InSe₂ )_0,12 NbSe₂ , Journal for American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.3c09756

Journaloplysninger: Tidsskrift for American Chemical Society

Leveret af Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences