[發明專利]高壓制備200K以上高溫超導體La4

在審

• 申請號: 202310148910.3
• 申請日: 2023-02-22
• 公開（公告）號: CN116062694A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 黃曉麗;陳訴;崔田
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B6/24
• 分類號: C01B6/24;H01B12/00;C23C14/18;C23C14/35
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

本發明的高壓制備200K以上高溫超導體Lasubgt;4/subgt;AlHsubgt;10/subgt;的方法屬于高溫超導材料制備技術領域；以用直流/射頻共濺射法合成的摩爾比為4：1的初始La?Al合金及氨硼烷為起始原料，利用金剛石對頂砧壓機對樣品加壓至146GPa，然后進行激光加熱，得到新型高溫超導體Lasubgt;4/subgt;AlHsubgt;10/subgt;，并通過控制壓力使其超導轉變溫度達到最大值。本發明提供的新型超導材料制備方法簡單高效，且具有大于200K的超導轉變溫度和很高的上臨界磁場，具有成為超導強電應用候選材料的潛力，為超導材料的選擇及應用提供了更大的空間。

技術領域

本發明屬于高溫超導材料制備技術領域，特別涉及一種三元氫基高溫超導材料及其制備方法。

背景技術

超導體以零電阻和邁斯納效應為特征,在電力傳輸、磁懸浮輸運以及和超導微波器件等多個領域具有廣闊的應用前景。近年來，隨著制冷技術及高溫超導材料性能的提高，高溫超導技術將成為未來超導技術發展的方向，這使得超導技術成為越來越具有發展潛力的高新技術。目前，最有前途的高溫超導體是銅基超導體，鐵基超導體以及氫基超導體。其中氫基超導體的發現給超導技術的應用帶來了新的契機。

迄今為止，氫基超導體中最具代表性的工作就是共價金屬氫化物H₃S和“籠型”氫化物LaH₁₀，其超導轉變溫度(T_c)分別達到200K和250K，先后刷新了高溫超導的新紀錄，進一步增強了發現更多高溫超導氫化物的信心。然而，實驗上雖然已經獲得了幾種具有高溫超導性的氫化物，但由于影響合成的因素十分復雜且具有不可控性，因此制備T_c200K高溫超導材料仍然非常具有挑戰性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：在二元氫化物基礎上，通過引入其他元素，在更低穩定壓強下合成具有T_c200K和高臨界磁場的三元氫化物。

本發明的目的是提供一種簡單的制備200K以上的高溫超導材料La₄AlH₁₀的方法，該方法以用直流/射頻共濺射法合成的La-Al合金及氨硼烷為起始原料，采用金剛石對頂砧壓機在目標壓力下對樣品進行激光加熱，合成出了高溫超導體La₄AlH₁₀，并通過控制壓力使其超導轉變溫度達到最大值。

本發明的具體技術方案如下：

一種高壓制備200K以上高溫超導體La₄AlH₁₀的方法，首先利用直流/射頻共濺射法制備初始La-Al合金，然后利用所述La-Al合金及氨硼烷(NH₃BH₃，AB)為起始原料，在金剛石對頂砧中對初始原料加壓至146GPa，然后利用1070nm紅外激光器對樣品均勻地進行高壓原位激光加熱，加熱的時間控制在1～2秒，加熱溫度為1500K，得到高溫超導體La₄AlH₁₀，繼續加壓至164GPa，得到超導轉變溫度至223K的高溫超La₄AlH₁₀材料。

作為優選，所述初始La-Al合金中La和Al的摩爾比為4:1。

作為優選，所述起始原料中La-Al合金和氨硼烷NH₃BH₃的質量比為1:5。

有益效果：

本發明制備的高溫超導體La₄AlH₁₀的優點在于：本發明制備方法得到的產品，化學成分簡單，僅包含氫和兩種金屬元素，相較于銅基、鐵基超導體而言更容易合成及研究，且具有大于200K的超導轉變溫度和很高的上臨界磁場，具有成為超導強電應用候選材料的潛力，為超導材料的選擇及應用提供了更大的空間。

附圖說明