Оксипниктид
В химии оксипниктиды представляют собой класс материалов, состоящих из кислорода , пниктогена (группа V, особенно фосфора и мышьяка) и одного или нескольких других элементов. Хотя эта группа соединений признана с 1995 г., [1] Интерес к этим соединениям резко возрос после публикации о сверхпроводящих свойствах LaOFeP и LaOFeAs, открытых в 2006 году. [2] и 2008. [3] [4] В этих экспериментах оксид был частично заменен фторидом.
Эти и родственные соединения (например, 122 арсениды железа ) образуют новую группу сверхпроводников на основе железа, известную как пниктиды железа или ферропниктиды, поскольку кислород не является существенным, а железо, по-видимому, является необходимым.
Оксипниктиды были запатентованы как магнитные полупроводники в начале 2006 года. [5]
К различным подклассам оксипниктидов относятся оксинитриды , оксифосфиды , оксиарсениды , оксиантимониды и оксивисмутиды .
Структура
[ редактировать ]Многие оксипниктиды имеют слоистую структуру. [6] Например, LaFePO со слоями La 3+ ТО 2− и Fe 2+ П 3− . [2] Эта структура аналогична структуре ZrCuSiAs, которая сейчас является исходной структурой для большей части оксипниктида. [7]
Сверхпроводимость
[ редактировать ]Первый сверхпроводящий оксипниктид железа был обнаружен в 2006 году на основе фосфора. [2] Резкое повышение критической температуры было достигнуто при замене фосфора мышьяком. [3] Это открытие стимулировало поиск подобных соединений, например, поиск сверхпроводников на основе купратов после их открытия в 1986 году.
Сверхпроводимость оксипниктидов, по-видимому, зависит от слоев железа-пниктогена.
В 2008 году было обнаружено, что некоторые из них представляют собой высокотемпературные сверхпроводники (до 55 К) состава ReOTmPn, где Re — редкоземельный элемент , Tm — переходный металл , а Pn — из группы V, например As. [8]
| Материал | Т с (К) |
|---|---|
| LaO 0,89 F 0,11 FeAs | 26 [9] |
| LaO 0,9 F 0,2 FeAs | 28.5 [10] |
| CeFeAsO 0,84 F 0,16 | 41 [9] |
| SmFeAsO 0,9 Ф 0,1 | 43 [9] |
| При 0,5 Y 0,5 FeAsO 0,6 | 43.1 [11] |
| NdFeAsO 0,89 F 0,11 | 52 [9] |
| PrFeAsO 0,89 F 0,11 | 52 [12] |
| GdFeAsO 0,85 | 53.5 [13] |
| SmFeAsO ~0,85 | 55 [14] |
Испытания в магнитных полях до 45 Тл. [15] [16] предполагают, что верхнее критическое поле LaFeAsO 0,89 F 0,11 может составлять около 64 Тл. Другой материал на основе лантана, испытанный при 6 К, предсказывает верхнее критическое поле 122 Тл в La 0,8 K 0,2 FeAsO 0,8 F 0,2 . [10]
Практическое использование
[ редактировать ]Из-за хрупкости оксипниктидов сверхпроводящие провода формируют методом «порошок в трубке» (с использованием железных трубок). [17]
См. также
[ редактировать ]
- Комплекс с переносом заряда - ассоциация молекул, в которой часть электронного заряда передается между ними.
- Цветная сверхпроводимость - предсказанная фаза кварковой материи в кварках
- Эффект Кондо - физическое явление, вызванное примесями.
- Магнитный парус - Предлагаемый метод движения космического корабля
- Национальная лаборатория сверхпроводникового циклотрона – здание в Мичигане, США
- Источник нейтронов расщепления – источник нейтронов на базе ускорителя в Ок-Ридже, штат Теннесси, США.
- Сверхпроводящая радиочастота - метод, используемый для достижения высокой добротности в резонансных полостях.
- Сверхтекучая пленка - Тонкий слой жидкости в сверхтекучем состоянии.
- Хронология низкотемпературных технологий
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Циммер, Барбара И.; Джейчко, Вольфганг; Альберинг, Йорг Х.; Глаум, Роберт; Рехейс, Манфред (1995). «Скорость оксидов фосфидов переходных металлов LnFePO, LnRuPO и LnCoPO со структурой типа ZrCuSiAs». Журнал сплавов и соединений . 229 (2): 238–242. дои : 10.1016/0925-8388(95)01672-4 .
- ^ Jump up to: а б с Камихара, Ю; Хирамацу, Х; Хирано, М; Кавамура, Р; Янаги, Х; Камия, Т; Хосоно, Х (2006). «Слоистый сверхпроводник на основе железа: LaOFeP». Дж. Ам. хим. Соц . 128 (31): 10012–10013. дои : 10.1021/ja063355c . ПМИД 16881620 .
- ^ Jump up to: а б Такахаши, Х; Игава, К; Арий, К; Камихара, Ю; Хирано, М; Хосоно, Х (2008). «Сверхпроводимость при 43 К в слоистом соединении на основе железа LaO 1−x F x FeAs». Природа . 453 (7193): 376–378. Бибкод : 2008Natur.453..376T . дои : 10.1038/nature06972 . ПМИД 18432191 . S2CID 498756 .
- ^ Дэй, Чарльз (2008). «Новое семейство четвертичных соединений на основе железа со сверхпроводимостью в десятки кельвинов». Физика сегодня . 61 (5): 11–12. Бибкод : 2008PhT....61e..11D . дои : 10.1063/1.2930719 .
- ^ Х. Хосоно и др. (2006) магнитный полупроводниковый материал EP1868215. Европейская патентная заявка на
- ^ Одзава, TC; Козларич, С.М. (2008). «Химия слоистых оксидов пниктидов d-металлов и их потенциал как кандидатов на новые сверхпроводники» . наук. Технол. Адв. Мэтр . 9 (3): 033003. arXiv : 0808.1158 . Бибкод : 2008STAdM...9c3003O . дои : 10.1088/1468-6996/9/3/033003 . ПМК 5099654 . ПМИД 27877997 .
- ^ Тегель, Маркус; Бихлер, Дэниел; Йохрендт, Дирк (2008). «Синтез, кристаллическая структура и сверхпроводимость LaNiPO». Науки о твердом теле . 10 (2): 193–197. Бибкод : 2008SSSci..10..193T . doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2007.08.016 .
- ^ Рен, ЗА; Ян, Дж.; Лу, В.; Йи, В.; Че, GC; Донг, XL; Сан, LL; Чжао, ZX (2008). «SmFeAsO 1−x F x на основе самария ». Инновации в области исследований материалов . 12 (3): 105. arXiv : 0803.4283 . Бибкод : 2008MatRI..12..105R . дои : 10.1179/143307508X333686 . S2CID 55488705 .
- ^ Jump up to: а б с д Исида, Кенджи; Накаи, Юсуке; Хосоно, Хидео (2009). «В какой степени были разъяснены новые сверхпроводники на основе пниктида железа: отчет о ходе работы». Дж. Физ. Соц. Япония . 78 (6): 062001. arXiv : 0906.2045 . Бибкод : 2009JPSJ...78f2001I . дои : 10.1143/JPSJ.78.062001 . S2CID 119295430 .
- ^ Jump up to: а б Пракаш, Дж.; Сингх, С.Дж.; Самал, СЛ; Патнаик, С.; Гангули, АК (2008). «Многозонный сверхпроводник LaOFeAs, легированный фторидом калия: свидетельства чрезвычайно высокого верхнего критического поля». ЭПЛ . 84 (5): 57003. Бибкод : 2008EL.....8457003P . дои : 10.1209/0295-5075/84/57003 . S2CID 119254951 .
- ^ Шираге, Парашарам М.; Миядзава, Киичи; Кито, Хиджири; Эйсаки, Хироши; Ийо, Акира (2008). «Сверхпроводимость при 43 К при нормальном давлении в слоистом соединении на основе железа La 1‑x Y x FeAsO y ». Физический обзор B . 78 (17): 172503. Бибкод : 2008PhRvB..78q2503S . дои : 10.1103/PhysRevB.78.172503 .
- ^ Рен, ЗА; Ян, Дж.; Лу, В.; Йи, В.; Че, GC; Донг, XL; Сан, LL; Чжао, ZX (2008). «Сверхпроводимость при 52 К в четвертичном четвертичном соединении, легированном F, на основе железа Pr[O 1–x F x ]FeAs». Инновации в области исследований материалов . 12 (3): 105. arXiv : 0803.4283 . Бибкод : 2008MatRI..12..105R . дои : 10.1179/143307508X333686 . S2CID 55488705 .
- ^ Ян, Цзе; Лу, Вэй; Шен, Сяо-Ли; Че, Гуан-Цань; Сунь, Ли-Лин; (2008). «Сверхпроводимость при 53,5 К в GDFEASO mber . Сверхпроводниковая наука и технология . 21 8): 082001. . » 1Y : ( - 1 0953-2048/21/08 / / 10.1088 082001 . 990600 0804.3727 .
- ^ Жэнь, Чжи-Цань; Дун, Сяо-Ли; Лу, Вэй; Шэнь, Сяо-Ли; Сунь, Ли-Лин; Сянь (2008). «Сверхпроводимость и фазовая диаграмма в оксидах мышьяка ReFeAsO 1-δ редкоземельный металл) без легирования фтором . » Фанг, Чжун - Re = ( : 0804.2582 . Бибкод : 2008EL....8317002R doi : 10.1209 83/17002 . / . 0295-5075 /
- ^ «Высокотемпературные сверхпроводники открывают путь к «супермагнитам» » . планетааналог. 29 мая 2008 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Хант, Ф; Ярошинский, Дж; Гуревич А; Ларбалестье, округ Колумбия; Джин, Р; Сефат, А.С.; Макгуайр, Массачусетс; Продажи, Британская Колумбия; Кристен, ДК; Мандрус, Д. (2008). «Двухзонная сверхпроводимость в LaFeAsO 0,89 F 0,11 в очень сильных магнитных полях». Природа . 453 (7197): 903–905. arXiv : 0804.0485 . Бибкод : 2008Natur.453..903H . дои : 10.1038/nature07058 . ПМИД 18509332 . S2CID 115211939 .
- ^ Гао, Чжаошунь; Ван, Лей; Ци, Яньпэн; Ван, Дунлян; Чжан, Сяньпин; Ма, Янвэй (2008). «Приготовление проволок LaFeAsO 0,9 F 0,1 методом «порошок в трубке». Сверхпроводниковая наука и технология . 21 (10): 105024. Бибкод : 2008SuScT..21j5024G . дои : 10.1088/0953-2048/21/10/105024 . S2CID 122471407 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Хосоно из JST имеет диаграмму слоев LaO и FeAs в LaOFeAs.