[发明专利]一种硼氮基超导材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种硼氮基超导材料及其制备方法，该硼氮基超导材料的制备方法，包括以下步骤：提供氮化硼粉末以及M元素对应的粉末或气体；对氮化硼粉末和M元素对应的粉末或气体进行加压压制处理使其金属化即得硼氮基超导材料。本发明的硼氮基超导材料，以氮化硼粉末和M元素的粉末或气体作为原料，在密闭条件下进行加压压制处理使原料金属化，获得硼氮基超导材料，其分子式为M₂(BN)₆，是一种具有三元金属特性的超导材料体系，为超导材料的选择及其应用提供了更大的空间。

技术领域

本发明涉及超导材料技术领域，尤其涉及一种硼氮基超导材料及其制备方法。

背景技术

超导材料因其在一定温度下电阻会消失的特性，在能源、信息电子和量子器件等领域都有着重要的作用。目前的超导材料大致可以分为传统超导体、铜基超导体、铁基超导体、界面超导体、氢基超导体、碳基超导体和硼氮基超导体等，其中硼氮基超导体被视为最重要的高温超导体之一。

对于氢基超导材料，目前有学者提出了绝缘的固态氢在高压下转变成金属状态，即金属氢，学术界认为它极有可能是室温超导体，但是，目前实验压力已经达到388GPa左右，仍然没有获得氢金属化的直接证据。最近，硼氮化铝引起了众多科学家的关注，但目前对于使用硼氮基化合物作为超导材料的探索研究仍然鲜有报道。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种硼氮基超导材料及其制备方法，以获得具有三元金属特性的新型超导材料体系。

第一方面，本发明提供了一种硼氮基超导材料，所述硼氮基超导材料的化学式为M₂(BN)₆，其中，M为化学元素周期表中任意的化学元素。

优选的是，所述的硼氮基超导材料，M为H、Li、Al、F、Br、P、S、Sn、Pb中的一种化学元素。

优选的是，所述的硼氮基超导材料，所述硼氮基超导材料的工作压力为0GPa～200GPa、超导临界温度为1.68K～74.43K。

第二方面，本发明提供了一种所述的硼氮基超导材料的制备方法，包括以下步骤：

提供氮化硼粉末以及M元素对应的粉末或气体；

对所述氮化硼粉末和所述M元素对应的粉末或气体进行加压压制处理使其金属化即得硼氮基超导材料。

优选的是，所述的硼氮基超导材料的制备方法，所述氮化硼粉末与所述M元素对应的粉末的摩尔比为(3～5):1；或，所述氮化硼粉末与所述M元素对应的气体的摩尔比为(6～8):1。

优选的是，所述的硼氮基超导材料的制备方法，所述加压压制处理的压力为0GPa～200Gpa。

优选的是，所述的硼氮基超导材料的制备方法，利用金刚石对顶砧作为加压装置对所述氮化硼粉末和所述M元素对应的粉末或气体进行加压压制处理。

优选的是，所述的硼氮基超导材料的制备方法，所述金刚石对顶砧采用的垫片为铼片或不锈钢片，所述金刚石对顶砧采用的传压介质为氦气，所述金刚石对顶砧采用的压标物质为红宝石。

优选的是，所述的硼氮基超导材料的制备方法，对所述氮化硼粉末和所述M元素对应的粉末或气体进行加压压制处理之前还包括：对所述氮化硼粉末和所述M元素对应的粉末或气体混合后，进行压片处理，得到预压片。

优选的是，所述的硼氮基超导材料的制备方法，包括以下步骤：利用金刚石对顶砧作为加压装置，对所述垫片进行预压处理，在所述垫片中形成孔；

将所述预压片置于所述孔中；

控制所述金刚石对顶砧对所述预压片进行加压压制处理使其金属化，即制备得到硼氮基超导材料。