太棒了,又一例證近室溫超導電性源於兩相共格結晶

2024年12月01日16:42:04 科學 1914

看過這篇報導不止一次,由於文中截屏字小,筆者眼力不好,沒有注意它的藍色截屏,閑時閱讀,才關注的看一下。文章標題和作者是

太棒了,又一例證近室溫超導電性源於兩相共格結晶 - 天天要聞

圖(1),報導的文章標題及作者截屏

藍色截屏本是記錄「五種室溫超導?」本文在原截屏上關注第一種,見截屏:

太棒了,又一例證近室溫超導電性源於兩相共格結晶 - 天天要聞

圖(2),金∽銀納米粒子溫合材料在-37ºC實現超導報導要點

為了網友直接看清重寫一遍:印度-班加羅爾科學院,發現-37ºC正常環境壓力情況下,金,銀-納米粒子混合材料可實現超導。

說起印度,由於共知原因我和部分網友一樣對這個國家不感冒。但為了科學,為了國家和世界室溫超導,承認他們取得重要成果。與銅鉛磷灰石兩相共格結晶形成室溫超導相與近室溫超導相互相輝映,形成美好的實踐。結合以前信息積累,從這一報導中得出如下判斷:

(1),室溫超導一定會成功,並將得到廣泛應用。

(2),銅鉛磷灰石室溫超導是真的,超導相是兩相磷灰石共格結晶。微相布滿整塊晶體,接近納米尺寸。非共格結晶單相不具有室溫超導電性。

(3),近室溫和室溫超導確實是共格結晶(也可以是超晶格)結構狀態中產生。實際從高溫超導體這一結構特徵就已開始了。

(4),預示了一定有金屬近室溫和室溫超導出現,人們不必再擔心線材加工。

(5),超導機理是由晶體結構晶格狀態決定的,不是來源於電子態。

(6),室溫超導走到了突破門口。未來將有不同用途室溫超導材料爆髮式發現並製備出來。有的只要把原有超導材料改變加工製備方法就可實現,例如NbTi合金超導體。

有朋友可能會說:你為什麼這樣說,又這麼肯定?

班加羅爾研究團隊製備出金-銀納米粒子混合材料在近室溫超導,他們和世界也許都在關心一種新材料發現,筆者更偏重於關心超導機理,因為影響未來材料發展及應用。這一製備成果把心結打開多條。

筆者(可能也包含諸位)太了解金,銀晶體結構了。在教學過程中,當有學生問:X射線衍射鑒定有那兩種物相最難區別?筆者總是順口而答金和銀,這二者衍射圖相同,相近相似都不用說。為什麼與我們目視差別如此之大?源於晶體結構。

二者晶體結構相同。從PDF數據查得:

Au,PDF號4-784 ★,星號表明可信度高,Fm3m(225)空間群,晶格常數a=0.4078nm。

Ag,沒有可信度高的數據,有15個PDF號,也是Fm3m(225)空群,晶格常數a最大的與Au的相同,a=0.4078nm。也有報導小一些的a=0.4071nm。總之二者晶格常數有差值,但十分相近。空間群又給出同型結構:面心立方晶格面心立方結構X射線衍射消光規律相同,晶格常數極其相近,相同衍射指數的d值極其相近,衍射峰出現的2θ角極其相近,所以各自單獨成相極難分辨,與二者形成合金成相也極難分辨。這兩種物質兩個物相形成共格結晶,與銅鉛磷灰石兩相共格結晶一樣很難判斷。

因為晶體結構對稱性高,與銅鉛磷灰石(001)面共格結晶不同,共格結晶面也絕不只有(111)密排面。

依據金和銀的晶體結構及相互關係,可以簡要猜想:印度-班加羅爾科學院科研團隊金∽銀納米-37ºC近室溫超導材料製備過程。

(1),分別製備金,銀納米晶體顆粒粉末,可能是熱溶劑法。

(2),將兩相混合,加壓成型。

(3),成型後加熱到合適溫度,再加更強的壓力,最好軋制,加強兩相共同擇優取向。

(4),低於二者熔點選擇合適高溫退火,使兩相發生化學物理作用,形成納米級兩相晶粒共格結晶。

這一成果與掀起複現研究LK-99室溫超導熱的意義是同擋次的。所不同的是LK-99是樣品,只有好的樣品中有部分超導相,而金∽銀納米粒子複合結晶(實際是共格結晶)超導相會更純,超導電性物理現象會十分明顯。對銅鉛磷灰石製備加工有重要參考價值。

筆者最後想說,各類超導材料既要一個一個單獨探討結構性能關係,也要把它們串起來,共同探索結構和性能關係,綜合眾多實踐檢驗探索最終真理。

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Y系Bi系晶體結構,Y系自晶格共格結晶,Bi系非公度超晶格

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