一种制备Ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法

本发明属于超导材料制备，具体涉及一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法。

背景技术：

1、当在过渡金属硫化物(tmds)的x-m-x结构层中掺杂入其他原子时，晶格常数会发生相应的变化，样品的量子相和强关联电子之间的相互作用会导致化合物的相变，超导转变温度也会发生改变，而在其他弱相互作用的电子系统中并不存在这奇怪的物理特性。vander waals层状tmds的多态性为研究在凝聚态物理学中的低维体系提供了理想的实验模型。

2、低维结构中的各向异性经常会导致电荷密度波(cdw)的跃迁，超导态的出现也会与cdw态竞争。竞争问题是几十年来人们所一直研究的课题。通过建立模型可以发现在部分填充的能带系统中，当库仑相互作用(u)大于带宽(w)时，半填充的顺磁金属转变为反铁磁绝缘体。通过对硒化钽(tase2)从体相到单层的研究，cdw态和库仑斥力会减弱样品的超导电性。因此，通过提高二维材料超导态的转变温度对系统的实验研究起到了至关重要的作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方法如下：

2、一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法，包括以下步骤：

3、1）将镍、钽和硒按照化学计量比称重，然后研磨均匀，得到混合粉末a；

4、2）将碘和粉末a充分混合后倒入石英玻璃管内；

5、3）将石英玻璃管真空封管；

6、4）将封装好的石英玻璃管放入双温区马沸炉中烧结；

7、5）烧结结束后自然降温冷却，取出石英玻璃管，将层状单晶从石英玻璃管上剥离，得到nixta4se8，其中，x=0.2~1。

8、步骤1）所述镍的纯度≥99.9%，钽的纯度≥99.9%，硒的纯度≥99.9%。

9、步骤1）所述镍、钽、硒的摩尔比为0.2~1:4:8，

10、所述步骤1）是在通有氩气的手套箱内进行操作

11、步骤2）所述碘和混合粉末a的质量比为1~2:20。

12、步骤4）所述双温区马沸炉，其中，温区1的烧结温度为700~900℃，温区2的烧结温度为600~800℃，烧结时间为2400 ~7200 min。

13、本发明中，碘起到输运作用，烧结过程中将粉末a从高温区输运到低温区。

14、本发明方法的灵活性强，制备条件简单，操作过程简便，成品稳定性高，且制备的是大块超导单晶材料，提高了tase2超导转变温度。本发明通过金属ni的掺杂，可以使tase2材料的超导性能得到提升。本发明方法有效的解决了现有技术制备的单晶小，tase2超导转变温度低等问题。

技术特征：

1.一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法，其特征在于，步骤1）所述镍的纯度≥99.9%，钽的纯度≥99.9%，硒的纯度≥99.9%。

3.根据权利要求1所述的一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法，其特征在于，步骤1）所述镍、钽、硒的摩尔比为0.2~1:4:8。

4.根据权利要求1所述的一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法，其特征在于，所述步骤1）是在通有氩气的手套箱内进行操作。

5.根据权利要求1所述的一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法，其特征在于，步骤2）所述碘和混合粉末a的质量比为1~2:20。

6. 根据权利要求1所述的一种制备ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法，其特征在于，步骤4）所述双温区马沸炉，其中，温区1的烧结温度为700~900℃，温区2的烧结温度为600~800℃，烧结时间为2400 ~7200 min。

技术总结本发明公开了一种制备Ni掺杂硒化钽单晶超导材料的方法。所述方法包括以下步骤：1）将镍、钽和硒按照化学计量比称重，然后研磨均匀，得到混合粉末A；2）将碘和粉末A充分混合后倒入石英玻璃管内；3）将石英玻璃管真空封管；4）将封装好的石英玻璃管放入双温区马沸炉中烧结；5）烧结结束后自然降温冷却，取出石英玻璃管，将层状单晶从石英玻璃管上剥离，得到Ni<subgt;x</subgt;Ta<subgt;4</subgt;Se<subgt;8</subgt;，其中，x=0.2~1。本发明可以制备出大块高质量的单晶材料，通过金属Ni的掺杂，可以使TaSe<subgt;2</subgt;材料的超导性能得到提升。技术研发人员：莫观清,赵勇,许涛,刘禹彤受保护的技术使用者：福建师范大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27