高溫高壓光學浮區法單晶生長系統助力超導材料探索及機理研究

    高溫銅氧化物的超導電性是凝聚態物理中的個重要問題。圍繞該研究，目前國內外科學家在該域已經做了大量工作，其中包括研究具有相似結構的替代過渡金屬氧化物中的三維電子機制。遺憾的是，在這些類似的化合物中沒有種呈現超導性。

    近期，美國阿貢實驗室科研人員研究發現低價準二維三層化合物Pr₄Ni₃O₈沒有出現La₄Ni₃O₈中的電荷條紋序，取而代之的是從而表現出金屬性。X射線吸收光譜表明，金屬Pr₄Ni₃O₈在費米能之上的未被占據態具有低自旋構型，具有明顯的軌道化和明顯的dx₂-y₂征，這正是銅氧化物超導體的重要點。密度泛函理論計算也證實了這結果，并表明dx₂-y₂軌道在近E_f能占據態中也占主導地位。因此，Pr₄Ni₃O₈屬于空穴摻雜銅氧化物的3d電子機制，它是迄今為止報道的接近銅氧化物超導的類似材料之，如果可以實現電子摻雜則有望在該體系中實現高溫超導性。相關結果發表在Nature Physics（Volume 13, pages 864–869 (2017), DOI: 10.1038/NPHYS4149）。

    該項研究工作所用R₄Ni₃O₁₀ (R=La,Pr)單晶樣品由德國SciDre公司推出的HKZ系列高溫高壓光學浮區法單晶爐成功制備。其中，La₄Ni₃O₁₀單晶生長采用20bar氧壓條件，Pr₄Ni₃O₁₀單晶生長采用140bar氧壓條件，O2流速為0.1L/min；R₄Ni₃O₈單晶樣品由R₄Ni₃O₁₀單晶樣品去除O₂獲得。

高溫高壓光學浮區爐

垂直式雙鏡設計

加熱區原理圖

    德國SciDre公司推出的高溫高壓光學浮區法單晶爐高可實現高達3000℃高溫，高壓力可達300bar，多種規格可根據用戶需求提供選擇，該單晶生長系統經推出便備受國內廣大同行青睞！目前中國科學院物理研究所、中國科學院固體物理研究所、北京師范大學、復旦大學、上海大學、南昌大學以及中山大學等眾多用戶均選擇了該設備！