《材料研究快报》：高熵合金过渡金属助力制造全新超导体

东京都大学的研究人员混合并设计了一种新的高熵合金(HEA)超导体，使用了关于具有特定晶体结构的简单超导物质的大量数据。

众所周知，高温合金在极高的压力下仍能保持超导特性。新超导体Co0.2Ni0.1Cu0.1Rh0.3Ir0.3Zr2在8K时具有超导转变，这是HEA相对较高的温度。

该团队的方法可以用于发现具有特定理想特性的新超导材料，目前研究结果已发表在《材料研究快报》(Materials Research Letters)上。

东京都大学的方法基于高熵合金，简单晶体结构中的某些位置可以被五种或更多种元素占据。在应用于耐热材料和医疗器械后，发现某些保健合金具有超导特性，还具有一些特殊的特性，特别是在极端压力下保持零电阻率。

该团队调查了材料数据库和尖端研究结果，发现了一系列具有共同晶体结构但特定位置元素不同的超导材料。

然后团队混合并设计一个包含许多这些元素的结构，且已经成功地创造了层状硫化铋超导体和具有氯化钠晶体结构的碲化化合物的高熵变体。

在实验中，研究人员集中在铜铝化物(CuAl2)结构上。已知将过渡金属元素(Tr)和锆(Zr)结合成具有这种结构的TrZr2的化合物是超导的，其中Tr可以是钪、铁、钴、镍、铜、镓、铑、钯、钽或铱。

该小组利用电弧熔化将这些元素“混合”在一起，产生了一种新的HEA型化合物Co0.2 Ni 0.1 Cu 0.1 rho 0.3 IR 0.3 Zr 2，这种化合物显示出超导特性。

他们研究了电阻率和电子比热，即材料中电子用来提高温度的能量，并确定了8.0K的转变温度。这不仅对HEA型超导体来说相对较高，他们还证实了这种材料具有“块状”超导性的特征。

该团队希望他们的成功将在不久的将来带来更多新的HEA型超导体的发现。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接：

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21663831.2020.1860147