德国SciDre高温高压光学浮区法单晶生长系统助力超导材料探索及机理研究

发布日期：2019-12-08

    高温铜氧化物的超导电性是凝聚态物理中的一个重要问题。围绕该研究，目前国内外科学家在该领域已经做了大量工作，其中包括研究具有相似结构的替代过渡金属氧化物中的三维电子机制。遗憾的是，在这些类似的化合物中没有一种呈现超导性。

    近期，美国阿贡实验室科研人员研究发现低价准二维三层化合物Pr4Ni3O8没有出现La4Ni3O8中的电荷条纹序，取而代之的是从而表现出金属性。X射线吸收光谱表明，金属Pr₄Ni₃O₈在费米能之上的未被占据态具有低自旋构型，具有明显的轨道极化和明显的dx²-y²特征，这正是铜氧化物超导体的重要特点。密度泛函理论计算也证实了这一结果，并表明dx²-y²轨道在近Ef能级占据态中也占主导地位。因此，Pr₄Ni₃O₈属于空穴掺杂铜氧化物的3d电子机制，它是迄今为止报道的接近铜氧化物超导的类似材料之一，如果可以实现电子掺杂则有望在该体系中实现高温超导性。相关结果发表在Nature Physics（Volume 13, pages 864–869 (2017), DOI: 10.1038/NPHYS4149）。

    该项研究工作所用R₄Ni₃O₁₀ (R=La,Pr)单晶样品由德国SciDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉成功制备。其中，La4Ni₃O₁₀单晶生长采用20bar氧压条件，Pr₄Ni₃O₁₀单晶生长采用140bar氧压条件，O₂流速为0.1L/min；R₄Ni₃O₈单晶样品由R₄Ni₃O₁₀单晶样品去除O₂获得。

    德国SciDre公司推出的高温高压光学浮区法单晶炉高可实现高达3000℃高温，高压力可达300bar，多种规格可根据用户需求提供选择，该单晶生长系统一经推出便备受国内广大同行青睐！目前中国科学院物理研究所、中国科学院固体物理研究所、北京师范大学、复旦大学、上海大学、南昌大学以及中山大学等众多用户均选择了该设备！