に掲載された研究では 先端科学、深セン高等研究所のZhong Guohua教授率いる研究者ら テクノロジー 中国科学院 (CAS) の (SIAT) は、炭素ケージネットワーク内の 100 K を超える超伝導に関する予測を行いました。
第一原理計算を利用することで、彼らはカーボンケージネットワークの構造特性を備えた炭化物を作製し、堅牢な電子フォノン結合を実現し、ダイヤモンド、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレンなどの従来の炭化物の超伝導転移温度を超えました。
最近、軽量元素化合物における超伝導、特に大気圧高温超伝導への関心が高まっています。 炭素材料は軽量元素化合物の代表格であり、将来の材料の基礎と考えられています。
超伝導は、ダイヤモンド、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレンなどの特定の炭素ベースの材料で検出されていますが、超伝導転移温度 (Tc) 液体窒素の沸点である臨界点 77 K 未満に留まります。
高温Tを有する炭素材料超電導体の開発を探求するc、研究者らは、かご状のネットワークを特徴とする XNUMX つの新しい炭素構造を考案しました。 彼らは、金属ドーパントを導入することによって超伝導性を注意深く研究しました。 これらのケージユニット、C24 およびC32、共有表面を介して相互接続され、結晶構造が作成されます。
ハイスループット計算により、これらの籠状ネットワーク構造は、金属をドープすると大気圧下で高温超伝導を示すことができると予想されている。 特に、C24 Na、Mg、Al、In、および Tl 金属をドープしたケージネットワーク結晶は、100 K を超える高温超伝導を実証しました。これは、T を上回る性能を示しただけではありません。c ダイヤモンド、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレンなどの一般的な炭素材料の沸点を大幅に上回りました。
さらに、研究者らは、かご構造の結合が極めて重要な役割を果たしており、その結果、他の炭素材料と比較してより強力な電子-フォノン相互作用が生じ、T が高くなることにつながっていることを明らかにしました。c。 彼らは、かご型ネットワークを備えた炭化物の超伝導性が、導入された金属の電気陰性度とドーピング濃度に大きく依存することを発見しました。 電気陰性度が低く、ドーピング濃度が高いほど、T が高くなる傾向があります。c 値。
「私たちの研究結果は、高温度技術の開発に有望な方法を提供します。c 超伝導体。 私たちは、この研究が炭化物をベースにした高温超伝導体の実験的および理論的研究に刺激を与えることを期待しています」と Zhong 教授は述べました。