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结构工程策略提升Fe(Se,Te)多晶超导性能:热处理工艺优化与性能突破
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月20日 来源:Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry 5.3
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本研究发现通过优化热处理工艺(900°C保温48小时+冷却阶段退火)可显著提升Fe1.0Se0.5Te0.5多晶超导性能。该策略通过增强(00l)织构度和c轴间距,使临界电流密度(Jc)提升50%,上临界场(Hc2)提高60%,热激活磁通流激活能增加50%,为铁基超导体(Iron-based superconductor)性能优化提供了创新性技术路径。
亮点
本研究采用高效的一步烧结法结合冷却阶段受控退火工艺,成功合成Fe1.0Se0.5Te0.5多晶样品。通过系统优化,采用900°C下48小时保温的热处理工艺,以相对较短的烧结时间获得高超导相含量。同时,在冷却阶段引入退火工艺进一步提高了超导相含量并调控其化学成分。该退火策略增强了四方相超导相的(00l)织构化程度和c轴间距,直接转化为卓越的超导性能指标。
结论
本研究成功采用900°C下48小时的一步烧结工艺,结合控制冷却过程中的创新退火协议,制备了Fe1.0Se0.5Te0.5多晶超导体。系统优化表明,48小时烧结时间在实现高超导相纯度和保持实际加工效率之间达到了最佳平衡。关键的是,在控制冷却过程中引入定制化退火步骤显著改善了超导相的形成动力学和微观结构演化。该退火处理促进了更均匀的相分布,增强了晶体织构,并扩大了晶格参数,这些微观结构改进直接对应于超导性能的显著增强。与未退火样品相比,退火样品表现出临界电流密度(Jc)提升50%,上临界场(Hc2)提高60%,热激活磁通流激活能(U0)增加50%。这些发现证明,通过简单的热处理技术进行结构工程可有效提升Fe(Se,Te)多晶的超导性能,为铁基超导体的实际应用提供了有前景的策略。
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