[发明专利]一种新型准二维碲化物超导材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种化学式为CuIr₂Te₄的超导材料及其制备方法，属功能材料制造技术领域。其制备方法是传统高温固相法，通过将化学计量比的单质Cu，Ir和Te充分研磨后放入石英管后抽真空密封，最后把密封的装有原材料的石英管放入炉子在950℃下烧结四天得到CuIr₂Te₄的多晶粉末。通过综合物理性能测试系统(PPMS)来测试其物性，通过测量其电导率、磁性性质、热容等物理性质，最终确定目标产物具有在超导电性。这是首例报道的含碲AB₂X₄型(A，B＝金属离子；X＝O，S，Se，Te)超导化合物。通过合成此类化合物，可以拓宽AB₂X₄型化合物的研究范围，使其在电力、通信、高新技术装备和军事装备等方面实现巨大的应用前景。

技术领域

本发明属功能材料制造技术领域，具体涉及一种化学成分CuIr₂Te₄的新型准二维碲化物超导材料及其制备方法

背景技术

某些物质冷却到一定温度以下时，会产生零电阻率和排斥磁场的能力，这种现象称为超导电性，这类材料称为超导体或超导体材料。和已经成熟的半导体工业相比，超导的应用，特别是高温超导体的应用，很多还处于刚刚起步的阶段，但其蕴含的巨大潜力仍期待人们去开发和挖掘。超导体可以用于信息通信、强稳恒磁场、工业加工、无损耗输电、生物医学、磁悬浮运输和航空航天等领域。目前超导应用主要分强电应用和弱电应用两个方面：(1)强电应用，超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着超导线圈可以通过较大的电流而无焦耳热的产生。一方面，我们可以采用超导输电线进行远距离输电，从而大大降低输电过程的损失。目前采用铜或铝导线的输电损耗约为15％，我国每年的输电损耗就达一千亿度左右，如果采用超导输电线就可以节省相当于数十个发电厂的电力。采用超导输电还可以简化变压器、电动机和发电机等热绝缘并保证输电的稳定性，提高输电的安全性。另一方面，如果给闭合超导线圈通上电流，就可以维持较强的稳恒磁场，这便是超导磁体。常规稳恒磁体要实现强磁场就必须采用非常粗的铜导线，并将其泡在水中冷却，这使得磁体体积特别庞大，而且必须持续不断地通上电流，消耗更多的电能。相比之下，超导磁体具有体积小、稳定度高、耗能少等多种优势。(2)弱电应用，利用约瑟夫森效应制备的超导量子干涉仪(SQUID)是最为精确的微弱磁场探测器之一，最高精度达到5×10^-18T。利用SQUID可以进行高精度的磁测量，它能够检测出地球磁场的几亿分之一的变化，也能够探测10^-9T到10^-6T之间的生物磁场，心磁图和脑磁图也是未来医学诊断中在心电图和脑电图之外的有效补充检查手段之一。灵敏的磁探测器能够大大促进生物磁的研究，比如“飞鸽传书”靠的就是鸽子头部和啄部对地磁场的灵敏感应来准确判断飞行方向，海豚、金枪鱼、海龟、候鸟、蝴蝶甚至某些微生物内，都有微小磁体，它们具体是如何影响生物功能的，至今尚不清楚。基于SQUID技术，人们还可以设计超导量子比特器件，是量子计算机的基本元件之一，而量子计算机的多通道快速并行计算将为未来的人类生产和生活带来革命性的变化。