Schematisk bild av kristallstrukturen i REO av hög entropi-legeringstyp 0,5 F 0,5 BiS 2 . Upphovsman:Yoshikazu Mizuguchi
Forskare från Tokyo Metropolitan University har skapat nya superledare gjorda av lager av vismutsulfid (BiS 2 ) och en oxyfluorid av sällsynt jordartsmetall med hög entropi, som innehåller fem sällsynta jordartsmetaller (RE) på samma kristallografiska plats. Det nya materialet behåller supraledande egenskaper över ett större antal gitterparametrar än material utan legeringstillstånd med hög entropi. Deras arbete lovar en spännande ny strategi för att designa nya superledare, en potentiellt viktig utveckling i sökandet efter högtemperatur superledare.
Superledare är nyckeln till en rad spännande potentiella applikationer. Till exempel, nollresistivitet lovar förlustfri kraftöverföring och kraftfulla elektromagneter. Utmaningen har varit att upptäcka ett material som behåller den här egenskapen vid högre temperaturer, närmare omgivningstemperaturer. Trots fokuserat arbete och ett antal genombrott de senaste åren, jakten pågår fortfarande efter effektiva strategier för att skapa nya supraledande material.
En strategi är användningen av skiktade material med en molekylär struktur bestående av alternerande supraledande skikt och "blockerande skikt" som fungerar som isolerande distanser. Ett team som leds av docent Yoshikazu Mizuguchi från Institutionen för fysik, Tokyo Metropolitan University, har avslöjat en viktig aspekt av utformningen av det isolerande skiktet. De kunde kombinera fem olika sällsynta jordartsmetaller (RE), lantan, cerium, praseodym, neodym, och samarium, och skapa en "hög entropilegering" i blockeringsskiktet. Legeringar med hög entropi har väckt stor uppmärksamhet de senaste åren för sin seghet, motståndskraft mot trötthet och smidighet, bland många andra anmärkningsvärda fysiska egenskaper.
Teamets nya material, med olika andelar av RE (10 till 30 procent), uppvisade förbättrade supraledande egenskaper; särskilt, material med samma period i sin molekylstruktur uppvisade en supraledande övergång vid högre temperaturer när blockeringsskiktet innehöll en hög entropilegering. De tror att legeringen med hög entropi hjälper till att stabilisera kristallstrukturen i det supraledande skiktet.
Verkets inverkan är inte begränsad till de nya material som de presenterar. Med tanke på att det finns ett stort antal supraledande lager som är kompatibla med RE -oxider, denna innovation öppnar vägen för en bred ny strategi för att konstruera nya, revolutionerande supraledande material.
