镍氧化物超导体更快更有效地流过电子设备

自从1986年引入高过渡温度超导体，特别是铜酸盐超导体以来，研究人员一直在关注这种强大的耐热材料。它是一种广泛的大规模电力应用材料，如磁性储能装置，故障电流限制器，电机和其他相关装置。

当三十年的研究已经看向发展中一个超导体结构,类似于铜酸盐,领导的一组研究人员约翰·米切尔从美国能源部(DOE)的阿贡国家实验室已经成功地确定了氧化镍化合物,是一种很有前途的化合物对于这样一个努力。

由铜氧化物组成的铜超导体，由于其极高的沸腾温度超过液氮，以及其独特的晶体结构，已经成为一种有趣的电子系统。

配备高过渡温度(高-T._C）超导性，铜酸铜超导体表现出准二维（准2D）方晶格，其出现在CuO中的电子或孔的结果出现的强的反铁磁性相关性₂飞机，又强P-D.杂交¹。

与传统超导体相比，传统超导体的过渡温度通常低于30开尔文(K)T._C超导体在高达138 K的温度下仍能保持其超导性质。

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这种高温超导体的优点允许更快，更有效的电力方式流过装置，从而减少能量损失量，这对于这些材料的大规模应用尤为重要。欧洲杯足球竞彩

由于其在元素周期表上接近铜，镍基氧化物一直是考虑应用的一个主题，因为这种潜在的高T._C超导体。事实上，研究人员已经研究了各种镍氧化物的潜力，比如LaNiO_3.和拉莫_3.最早将于1998年6月纳入作为铜超导体模型²。

虽然这项早期工作得出结论，倪3d和O2P.与铜替代的对手相比，镍酯之间的能量连接越弱，米切尔的团队利用r_4.倪_3.O._8.例如，在其中R代表La或Pr的三层尼克皮，其在本研究的目的中缩短到R438。该三层拟合2D镍结构非常类似于铜酸铜超导体的结构，因为NI之间存在高度的轨道极化3d和O2P.状态。

为了创造这种镍酸盐材料中独特的晶体结构，Argonne实验室使用了一个高压光学图像浮动区域熔炉，能够获得高达150个大气压的压力，这相当于在海平面以下5000英尺的压力，以及大约2000°C。

通过结合x射线吸收光谱(XAS)和密度泛函理论(DFT)计算，Argonne团队证实了镍酸盐材料的三层准二维结构，即连续三层共享角的NiO₂，带有r的交替平面平面₂O.₂萤石型层沿C轴^3.。

使用镧(La)在以前的氧化镍高-T._C超导体创造了一种非金属模拟物，它为超导体创造了一个“电荷条纹”相，从而将材料转化为一种绝缘体，从而对抗所需的超导体力。在新研制的氧化镍超导体Pr中加入了镨_4.倪_3.O._8.避免这种电荷条纹有序阶段。

进一步的XAS测量表明，金属Pr_4.倪_3.O._8.超导体表现出具有显着轨道偏振的低旋转构型，其与铜酸铜超导体中存在的显着轨道极化。

与它的3d电子计数，Pr_4.倪_3.O._8.超导体被认为是与传统的铜酸盐超导体最接近的镍酸盐模拟物，这使得这种材料成为一种有前途的潜在高-T._C将来开发的超导体。

引用:

1. “铜制超导体”- 斯坦福州沉实验室
2. 可能与铜酸盐类似的镍酸盐的电子结构。美国物理社会。（1998）。DOI: 10.1103 / PhysRevB.59.7901。
3. “金属正方形平面镍”J. Zhang，A. S. Botana，等人的大型轨道偏振。物理性质。(2017)．DOI：10.1038 / nphys4149。

图片来源:

Kolotnitska luliia / shutterstock.com

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