СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ МАГНИЙ-ОКСИД МАГНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H01L39/12 C22F1/06 C23C8/12 

Описание патента на изобретение RU2471268C1

Изобретение относится к области технологии получения высокотемпературных сверхпроводников в системе металл-оксид металла и может использоваться для получения соединений, обладающих особыми физическими свойствами.

В практике физических исследований известны высокотемпературные сверхпроводники, полученные в различных системах металл-оксид металла. Хотя имеются физические предпосылки к обнаружению таких сверхпроводников и в системе магний-оксид магния, однако в научной литературе сведений об исследованиях этой системы обнаружить не удалось. До сих пор неясно, возможно ли вообще получение высокотемпературных сверхпроводников в этой системе.

Из уровня техники известен способ получения сверхпроводника оксида индия с пониженным содержанием кислорода по сравнению со стехиометрическим составом (In2Ox). Образцы In2Ox получали выдержкой In2O3 в вакууме или инертной атмосфере при температуре 90-100°С в течение 3-4 часов. Температура перехода в сверхпроводящее состояние составляла около 1 К [V.F.Gantmakher et al., "Superconductivity and negative magnetoresistance in amorphous In2Ox films", Pisma v GhETF, 1995, v.61, N7, pp.593-598]. Недостатком соединений, полученных с помощью использованного метода, является низкая температура перехода в сверхпроводящее состояние. Известен способ получения сверхпроводника в системе висмут-оксид висмута [М.Tian et al., "Superconductivity and quantum oscillations in crystalline Bi nanowire", Nano Letters, 2009, v.9, N9, pp.3196-3202]. По этому способу сначала получали висмутовую проволоку диаметром 72 нм, поверхность которой окисляли на воздухе при комнатной температуре. Переход в сверхпроводящее состояние обнаружен при температуре 1,3 К, что является основным недостатком этого способа, поскольку переход данного объекта в сверхпроводящее состояние происходит при температуре ниже температуры жидкого гелия (4,2 К). Кроме того, процесс окисления образца таких малых размеров практически неуправляем и зависит от множества факторов - объема образца, времени выдержки, температуры окисления, влажности воздуха и др.

Задача изобретения - получение сверхпроводника в системе магний-оксид магния с высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние при одновременном повышении воспроизводимости результатов синтеза.

Решение поставленной задачи достигается тем, что используется способ получения высокотемпературного сверхпроводника в системе магний-оксид магния, включающий окисление поверхности образца металлического магния в реакторе в потоке осушенного кислорода со скоростью 20 мл/мин при температуре 600°С в течение 3 часов и охлаждение образца магния с поверхностным оксидом магния до комнатной температуры в течение 5 минут.

В предлагаемом способе реализуется идея, состоящая в окислении части образца металлического магния в атмосфере кислорода при температуре ниже температуры плавления магния (615°С) с последующим быстрым охлаждением образца металлического магния, поверхность которого покрыта пленкой оксида магния, до комнатной температуры. Температура перехода в сверхпроводящее состояние составляет 54 К. Результат использования такого способа поясняется рисунком, на котором показаны результаты измерения температуры сверхпроводящего перехода на материале, полученном предлагаемым способом.

Способ получения высокотемпературного сверхпроводника осуществляется следующим образом. Образец металлического магния помещают в кварцевый трубчатый реактор, через который пропускают осушенный от следов влаги кислород со скоростью 20 мл/мин. Реактор помещают в печь и окисление образца металлического магния ведут при температуре 600°С в течение 3 часов, причем температура в печи ниже температуры плавления металлического магния (651°С). При этом происходит окисление поверхности металлического магния на глубину до 20 мкм. Затем образец магния с поверхностным оксидом магния охлаждают до комнатной температуры в течение 5 минут, извлекают из реактора и проводят измерение магнитной восприимчивости в переменном магнитном поле с целью обнаружения сверхпроводящего перехода.

Пример реализации способа.

В качестве исходного материала использовали металлический магний чистотой 99,99%. Образец магния, имеющий размеры 3×3×3 мм, помещали в реактор, через который пропускали кислород со скоростью 20 мл/мин, осушенный от следов влаги с целью предотвращения образования гидроксида магния при окислении образца металлического магния. Реактор помещали в печь, нагретую до температуры 600°С, которая ниже температуры плавления металлического магния 651°С, и проводили окисление поверхности металлического магния в течение 3 часов. Рентгенофазовый анализ поверхностного слоя образца магния выявил наличие только одного оксида магния, а именно МgО. Реактор с окисленным образцом магния извлекали из печи и охлаждали до комнатной температуры в течение 5 минут. После этого образец магния с поверхностным оксидом магния извлекали из реактора и проводили измерение магнитной восприимчивости в переменном магнитном поле. Результаты измерения динамической магнитной восприимчивости показали (фиг.1), что переход полученного образца в сверхпроводящее состояние происходит при 54 К.

Похожие патенты RU2471268C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ АЛЮМИНИЙ - ОКСИД АЛЮМИНИЯ 2011
  • Сидоров Николай Сергеевич
  • Пальниченко Андрей Вячеславович
RU2471269C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ НАТРИЙ-ОКСИД НАТРИЯ 2010
  • Сидоров Николай Сергеевич
  • Пальниченко Андрей Вячеславович
  • Глебовский Вадим Георгиевич
RU2441933C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ МЕДЬ-ОКСИД МЕДИ 2010
  • Сидоров Николай Сергеевич
  • Пальниченко Андрей Вячеславович
  • Глебовский Вадим Георгиевич
RU2441936C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ ЖЕЛЕЗО-ОКСИД ЖЕЛЕЗА 2010
  • Сидоров Николай Сергеевич
  • Пальниченко Андрей Вячеславович
  • Глебовский Вадим Георгиевич
RU2441845C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ НАТРИЙ - ТЕЛЛУРИД НАТРИЯ 2010
  • Сидоров Николай Сергеевич
  • Пальниченко Андрей Вячеславович
  • Глебовский Вадим Георгиевич
RU2441934C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ ЛИТИЙ-ТЕЛЛУРИД СУРЬМЫ 2010
  • Сидоров Николай Сергеевич
  • Пальниченко Андрей Вячеславович
  • Глебовский Вадим Георгиевич
RU2442837C1
Изготовление градиентного керамического материала на основе YBCO с использованием плазменной обработки 2022
  • Амашаев Рустам Русланович
  • Гаджимагомедов Султанахмед Ханахмедович
  • Рабаданов Муртазали Хулатаевич
  • Рабаданова Аида Энверовна
  • Палчаев Даир Каирович
  • Гаджиев Махач Хайрудинович
  • Мурлиева Жарият Хаджиевна
  • Рагимханов Гаджимирза Балагланович
  • Шабанов Наби Сайдуллахович
  • Фараджев Шамиль Пиралиевич
  • Сайпулаев Пайзула Магомедтагирович
RU2795949C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИБОРИДА МАГНИЯ 2001
  • Дьячкова Т.В.
  • Тютюнник А.П.
  • Зубков В.Г.
  • Зайнулин Ю.Г.
RU2202515C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ НАТРИЙ-ТЕЛЛУРИД СУРЬМЫ 2010
  • Сидоров Николай Сергеевич
  • Пальниченко Андрей Вячеславович
  • Глебовский Вадим Георгиевич
RU2441935C1
Высокотемпературный сверхпроводящий гидрид и способ его получения 2020
  • Квашнин Александр Геннадиевич
  • Любутин Игорь Савельевич
  • Троян Иван Александрович
  • Семенок Дмитрий Владимирович
  • Оганов Артем Ромаевич
RU2757450C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 471 268 C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА В СИСТЕМЕ МАГНИЙ-ОКСИД МАГНИЯ

Изобретение относится к области технологии получения высокотемпературных проводников в системе металл-оксид металла и может использоваться для получения соединений, обладающих особыми физическими свойствами. Способ включает окисление поверхности образца металлического магния в реакторе в потоке осушенного кислорода со скоростью 20 мл/мин при температуре 600°С в течение 3 часов и последующее охлаждение полученного образца магния с поверхностным оксидом магния до комнатной температуры в течение 5 минут. Задача изобретения - получение сверхпроводника в системе магний-оксид магния с высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние при одновременном повышении воспроизводимости результатов синтеза. 1 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 471 268 C1

Способ получения высокотемпературного сверхпроводника в системе магний-оксид магния, включающий окисление поверхности образца металлического магния в реакторе в потоке осушенного кислорода со скоростью 20 мл/мин при температуре 600°С в течение 3 ч и охлаждение до комнатной температуры в течение 5 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2471268C1

US 20100065417 А1, 18.03.2010
СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ТОНКОПЛЕНОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2007
  • Хахакура Судзи
  • Охмацу Казуя
RU2395860C1
Концентрированная питательная смесь для цветов 1977
  • Ноллендорф Вилнис Францевич
  • Рише Селита Фрицовна
  • Айре Юрис Эдуардович
  • Мелькис Янис Индрикович
  • Ноллендорф Агнесса Федоровна
SU736914A1
WO 2004059752 А1, 15.07.2004
US 20060172892 А1, 03.08.2006.

RU 2 471 268 C1

Авторы

Сидоров Николай Сергеевич

Пальниченко Андрей Вячеславович

Даты

2012-12-27Публикация

2011-12-07Подача