發(fā)布時(shí)間：2024-03-08 01:08

　　超導(dǎo)材料的研究一直是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的焦點(diǎn)課題。近期,盡管富氫化合物的高溫超導(dǎo)研究取得了重要進(jìn)展,如理論預(yù)測(cè)的203 K硫氫和250-260 K鑭氫化合物高溫超導(dǎo)體相繼被高壓實(shí)驗(yàn)制備,為發(fā)現(xiàn)室溫超導(dǎo)材料點(diǎn)燃了希望,但富氫化合物的超導(dǎo)溫度仍有提升空間,因此富氫化合物的室溫超導(dǎo)設(shè)計(jì)備受領(lǐng)域關(guān)注。本文提出了通過理論摻入金屬元素引入電子打破氫對(duì)的物理思想,利用課題組自主研發(fā)的CALYPSO晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法和軟件,開展了系列富氫化合物的理論設(shè)計(jì),預(yù)測(cè)了若干具有高超導(dǎo)溫度的富氫化合物高壓相,取得了以下創(chuàng)新性成果:1.提出了通過將金屬元素?fù)饺氲胶�有大量H₂分子的母體氫化物中來提高超導(dǎo)溫度,并設(shè)計(jì)新型三元高溫超導(dǎo)體的方案。該方案的關(guān)鍵在于:摻入金屬使H₂分子解離為原子H,提高了費(fèi)米能級(jí)處的電子態(tài)密度占據(jù)和超導(dǎo)溫度。據(jù)此設(shè)計(jì)了室溫超導(dǎo)高壓亞穩(wěn)相Li₂MgH₁₆,在250萬大氣壓下理論計(jì)算其超導(dǎo)溫度高達(dá)473 K,是室溫超導(dǎo)體的有力候選結(jié)構(gòu)。2.沿用通過理論摻入金屬元素引入電子打破氫對(duì)這一設(shè)計(jì)方案,系統(tǒng)研究了Li-Y-H...

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1超導(dǎo)材料的零電阻效應(yīng)(左圖)和完全抗磁性(右圖)

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文21933年，德國物理學(xué)家邁斯納發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)具有完全抗磁性[5]：磁場(chǎng)中的磁通線將繞過超導(dǎo)體排布，如圖1.1的右圖所示。磁場(chǎng)中超導(dǎo)體內(nèi)部沒有任何磁通線，導(dǎo)致其內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。圖1.1超導(dǎo)材料的零電阻效應(yīng)(左圖)和完全抗磁性(右圖)。超導(dǎo)材料的零電阻效應(yīng)和完全....

圖1.2超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度時(shí)間線：1900至2020

第1章緒論31.1.3常壓超導(dǎo)材料研究現(xiàn)狀圖1.2展示了自1911年昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象[4]以來，歷年來實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)或合成的具有最高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)材料。圖中主要包括常規(guī)BCS超導(dǎo)體、銅氧化物超導(dǎo)體、富勒烯超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體幾個(gè)大類。接下來參考圖1.2，對(duì)超導(dǎo)材料的發(fā)展史進(jìn)行簡要回....

圖1.3通過壓力誘導(dǎo)的高壓相變發(fā)現(xiàn)新材料

第1章緒論5圖1.3(c)選取若干單質(zhì)、二元化合物和三元化合物材料，展示了它們的高壓相的數(shù)目[7]。每種材料在百萬大氣壓范圍內(nèi)都將經(jīng)歷兩次以上高壓相變，并展現(xiàn)出高壓下才會(huì)出現(xiàn)的特殊物性，例如各種非金屬元素中的超導(dǎo)電性[23]、納米孿晶金剛石[24]和立方氮化硼中創(chuàng)紀(jì)錄的高硬度[2....

圖1.4超導(dǎo)元素周期表

第1章緒論7圖1.4超導(dǎo)元素周期表�；疑�表示環(huán)境壓力下的超導(dǎo)元素，天藍(lán)色表示僅在高壓下具有超導(dǎo)電性的元素。超導(dǎo)元素的上下角標(biāo)分別顯示該超導(dǎo)元素超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的最高值，及達(dá)到該值所需的壓力條件[7,23,58,65]。對(duì)于BCS理論不能準(zhǔn)確描述的非常規(guī)超導(dǎo)體，其超導(dǎo)機(jī)制未知，然而壓力....

本文編號(hào)：3921776