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我国发现不同寻常铜基高温超导新材料 呈现压缩型铜氧局域配位
时间: 2019-08-13 10:35 浏览次数:
运用高压高温制备技术,他们相继发现了“铜系”; Phys. Rev. B 61, 778); 中国科学48, 87405 )、“顶角氧”掺杂系; Phys. R......
我国发现不同寻常铜基高温超导新材料 呈现压缩型铜氧局域配位

运用高压高温制备技术,他们相继发现了“铜系”; Phys. Rev. B 61, 778); 中国科学48, 87405 )、“顶角氧”掺杂系; Phys. Rev. B 74 , 100506 ; Phys. Rev. B 80, 94523 )等具有新结构的铜基超导材料体系。其中“铜系”超导材料的Tc可高达118K,并入选“科学通报”纪念液氮温区超导材料发现30周年纪念专辑的封面,团队20余年围绕铜基超导新材料的系统研究在国际上已形成自己的特色。



通过十万巴级超高氧压合成技术的创新),靳常青指导研究生李文敏制备发现了一类全新的超导材料Ba2CuO4-y。这是目前唯一呈现压缩型铜氧局域配位的铜基超导材料。对于压缩型配位构型,铜的3d 3z2-r2轨道将位于x2-y2轨道之上,显著有别于“传统”拉伸型配位的轨道序。X射线吸收谱实验表明,Ba2CuO4-y超导体处于超过掺杂区,对应“传统”铜基超导体的非超导相区。现有主流理论认为,压缩型配位构型、超过掺杂载流子浓度、以及可能的特殊的面内结构都不利于超导,Ba2CuO4-y仍然表现出了具有高达73K的超导转变温度。与基本晶体结构相同,具有正常轨道序的La2CuO4体系相比,Ba2CuO4-y的Tc提高了80%以上。这些实验现象表明,不同于以往传统类型,Ba2CuO4-y属于一类全新的铜基超导材料。


我国发现不同寻常铜基高温超导新材料 呈现压缩型铜氧局域配位

图1. 具有单层铜氧面结构的铜基超导材料的面内氧和顶角氧的铜氧键长、铜氧配位构型、铜的3d x2–y2和3z2-r2轨道相对顺序。其中La系、Bi系、Tl系的顶角氧距离大于面内铜氧键长,呈现拉伸型铜氧六配位构型,导致3dx2-y2轨道居于3dz2轨道之上。Ba214的面内铜氧键长大于顶角氧距离,形成目前唯一的压缩型铜氧配位构型,导致3dz2轨道居于3dx2-y2轨道之上。 我国发现不同寻常铜基高温超导新材料 呈现压缩型铜氧局域配位

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