[发明专利]一种基于笼目结构的MgB3

说明书

本发明公开了一种基于笼目结构的MgBsubgt;3/subgt;超导体材料，所述MgBsubgt;3/subgt;超导体材料是由笼目结构的硼原子层和菱形结构的镁原子层交错堆叠而成的范德华层状材料，该MgBsubgt;3/subgt;超导体材料晶格结构信息为：镁原子处于两个笼目结构的硼原子层的六元环的中心位置，晶体空间群为P6/mmm，晶格常数为a=3.465Å，c=3.593Å，B‑B原子键长为1.733Å。本发明所述的基于笼目结构的MgBsubgt;3/subgt;超导体材料具有结构简单、质量轻及本征超导转变温度高的特点，是已知的笼目结构超导体中最高的；该基于笼目结构的MgBsubgt;3/subgt;超导体材料的超导转变温度可通过外部应力应变微调。

技术领域

本发明属于超导新材料技术领域，具体涉及一种基于笼目结构的MgB₃超导体材料。

背景技术

近两年来，具有笼目结构的材料吸引了极大的研究兴趣，并取得了一些重要的研究进展。研究发现，笼目结构材料可以表现出许多优异的物理性质，例如平带、超导、非平庸的拓扑性质、电荷密度波、对密度波、相列相、反常霍尔效应、时间反演对称性破缺电荷序等。最近报道取得重要研究进展的笼目结构材料有Fe₃Sn₂（不超导）、CoSn型家族材料（超导转变温度小于1.9K）、AV₃Sb₅家族材料（超导转变温度介于0.9到2.8K）、AV₆Sb₆家族材料（不超导）、LaRu₃Si₂（超导转变温度小于7K），这些笼目结构材料比较重且超导转变温度较低，甚至不超导。因此迫切需要研究发明一种结构简单、质量更轻、超导转变温度更高且性质更丰富的笼目结构超导体材料。在基础研究和应用前景方面，镁硼化物（例如MgB₂）一直是一种重要的超导材料，然而其是否能够形成笼目结构的MgB₃超导体材料未见相关报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单、质量轻、超导转变温度高、应力应变可调且性质丰富的基于笼目结构的MgB₃超导体材料，该基于笼目结构的MgB₃超导体材料能够作为性能优异的超导材料和拓扑材料。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种基于笼目结构的MgB₃超导体材料，其特征在于：所述MgB₃超导体材料是由笼目结构的硼原子层和菱形结构的镁原子层交错堆叠而成的范德华层状材料，该MgB₃超导体材料晶格结构信息为：镁原子处于两个笼目结构的硼原子层的六元环的中心位置，晶体空间群为P6/mmm，晶格常数为 a=3.465Å， c=3.593Å，B-B原子键长为1.733Å。

进一步限定，在常压下，所述基于笼目结构的MgB₃超导体材料的本征超导转变温度为12.2K，通过施加外部应力应变，所述基于笼目结构的MgB₃超导体材料的超导转变温度为15.4K。

本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本发明所述的基于笼目结构的MgB₃超导体材料具有结构简单、质量轻及本征超导转变温度高的特点，是已知的笼目结构超导体中最高的；该基于笼目结构的MgB₃超导体材料的超导转变温度可通过外部应力应变微调，同时该基于笼目结构的MgB₃超导体材料还具有其它一些独特的物理特性，如具有范霍夫奇点、平带、多狄拉克点和非平庸的拓扑性质等。

附图说明