[发明专利]一种新型准二维硒掺杂含碲超导材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型准二维硒掺杂含碲超导材料及其制备方法，从属于功能材料制造技术领域。该种新型准二维硒掺杂含碲超导材料的化学通式为CuIr₂Te_4‑xSe_x(0.0≤x≤0.5)。本发明使用传统高温固相法，通过将相应化学计量比的高纯度Cu，Ir，Te和Se粉末(纯度≥99.9％)充分研磨后放在石英管中，随后抽真空并将其密封，把密封的装有原材料的石英管放入炉于中，在850℃烧结120h，得到CuIr₂Te_4‑xSe_x(0.0≤x≤0.5)的多晶粉末。将多晶粉末充分研磨后进行压片，将片状样品放入真空密封的石英管中，以850℃烧结240h，得到片状CuIr₂Te_4‑xSe_x(0.0≤x≤0.5)样品。使用综合物理性能测试系统(PPMS)，通过测量样品的电导率、磁性性质、比热容等物理性质的低温表现，最终确定目标产物具有超导电性。

技术领域

本发明属于功能材料制造技术领域，具体涉及一系列化学通式为CuIr₂Te_4-xSe_x(0.0≤x≤0.5)的新型Se掺杂含碲化物超导材料及其制备方法。

背景技术

超导材料是一种在临界温度下出现超导体性质的特殊材料，处于超导态的材料不仅具有零电阻这一理想特性，同时还具有完全抗磁性以及磁通量量子化的独特性质。具备该种特性使得超导材料的应用前景十分广阔，可以在能源传输、长距离交通运输、特种设备、高能物理等领域大放异彩。

1908年，昂内斯成功液化氦气，并通过液氦节流膨胀技术可以得到1.5K的低温环境，并在3年后第一次发现汞的超导现象，使得超导体正式进入科学家们的视野中。自1911年超导体被发现以来，就凭借其独特的零电阻效应与完全抗磁性吸引着科学界的关注。学界对超导领域的兴趣未曾减少，从寻找更高超导临界温度的体系到研究超导现象的机理，科学家们正一步步为超导材料从实验室走向实际应用铺平道路。超导体近乎理想的电磁性能，使其在发电、输电和储能等能源领域的应用前景极其诱人，同时也具备着新型高性能器件的潜力。

1986年，中国科学家赵忠贤院士发现YBCO体系，凭借其高于液氮温区(77K)的超导转变温度，铜基超导材料成为第一种高温超导材料，并极大程度地吸引了学界的关注，将对超导材料的研究推向高潮。直到2008年，铜基超导材料均是超导材料领域的主流材料，科学家们迫切地想从这种不能被传统的BCS理论所预测及描述地超导材料中探寻出新的超导微观作用机制，但大都无功而返。而且在对铜基超导材料的不断研究中，科学家们发现作为陶瓷材料的铜氧化物，其较高的脆性使其难以被加工。这一性质极大地限制了铜基超导材料在工业界的应用，迫使科学家们将眼光转移到寻找新的高温超导体系中。随后，日本科学家H.Hosono发现LaFeAs_1-xF_x体系，并在之后通过掺杂或引入缺陷等方式，使其临界温度达到至高约55K，超过BCS理论预测的麦克米兰极限，这证明又一类值得被研究的高温超导体系被发现了。并且，由于铁基超导体系材料的层状材料结构、较高的上临界场、较低的电子型载流子浓度，各种超导性能均于铜基高温超导体十分类似。而后美国田纳西大学的戴鹏程研究组发现了LaFeAsO_1-xF_x中的反铁磁有序态，表明了样品中反铁磁母体的载流子掺杂效应才是铁基材料产生超导现象的原因，进一步证明了铜基高温超导材料和铁基高温超导材料既有可能拥有相同的物理作用机制。尽管铁基超导体拥有极高的研究潜力，但时至今日，铁基高温超导体领域仍未形成一个系统完整的理论体系。