超导材料进行层状化合物插层技术领域探究

摘 要： 人类对于材料及其应用的探索与研究一直在不断发展，而材料的超导性和利用不同的层状化合物进行插层后是否会带来所期待的物性变化是当下材料研究的一个热点，本文将以超导材料的研究进程以及超导电性研究中的热点趋势进行说明，并将通过整理的文献介绍层状化合物的特点，分析近年来层状化合物的插层技术发展中的困难与解决途径，来总结出层状化合物如何通过插层的方式来改变其临界温度形成超导体的一些方法。

关键词：超导材料；超导电性；层状化合物；插层技术

材料超导电性的研究

超导材料的研究进程

人类对于材料的不同性质的研究从未止步，而材料的结构，性质等各方面的不断的深入探索也使得材料学不断的发展，创新。在过去人们开始学会应用一些特定材料传输电力资源时，发现了一些问题，在传输过程中，由于材料的电阻较大，使得电能大量损耗，转换为热能。这一问题的探索直到1911年，来自荷兰莱顿大学的海克·卡莫林·昂内斯和他的伙伴在实验室发现了第一个超导体——金属汞^[1]，汞在4.2k的温度或者以下电阻变为了零，这一发现创造了一个物质超导电性研究的历史^[2]。自此以后，物质的超导电性的探究和超导材料的寻找变成人们进行科学研究的一个热点话题。一九三三年科学家发现了超导体的内部呈现的磁场为零，但是这也对外界的磁场与内部通过的电流有要求。超导体变为零电阻时应低于其临界温度，否则其电阻与其余金属一样拥有电阻。

在人们不停的探索与寻找中，二零零八年，日本发现了第二类的高温超导材料——铁基高温超导体。现在铁硒材料的超导性，晶体结构及其物性的方面的研究也吸引着人们的注意。现在人们已经了解了影响超导体的技术适用性的几个参数有如高临界电流密度（Jc）、高超导转变温度（Tc）、上临界场（Hc2）、强磁通钉扎、不可逆转场（Hirr）、小各向异性还有在高温下维持高临界电流密度的能力^[5]。

探究超导材料的热点趋势

在中国知网检索“超导电性”共出现了4.8万余的结果，其中外文文献共46229条，中文文献共2033条结果。足以表明物质超导电性有许许多多的方面被人们猜想与挖掘。而结合年度发表趋势图来看，在2008年以前，人们对材料的超导电性的研究数量一直处在没有巨大进步的状态，发文总体来说波动平均，在每年1000篇上下波动。

值得关注的是，在2008年，人们对物质超导电性的研究探索发表的文献篇数有了质的飞跃，在2008年到2009年间，达到发表文献篇数5000篇，人们根据分析超导电性及其材料的应用表达出一系列的猜想与展望，并且采用各种不同的方法对材料的电阻或者临界温度进行测试。实验者们对超导体的电子结构与高温超导的影响做了一些试验，例如 用X射线吸收和光发射光谱法研究了CeFeAsO0.89F0.11氧氮化物超导体的正常状态下的电子结构^[6]。一些发现表明，这些材料中的基本物理学和超导性的起源可能与那些杯状高温超导体有很大不同。这些材料为阐释磁波动在高温超导中的作用提供了机会。

2008年也是日本发现了铁基高温超导体的一年，也是将超导材料的学术研究带领上了一个新高度，人们对于具有磁性物质的超导性（例如铁）有了一个全新的认知，2008年也可以说是超导性能研究领域发展的里程碑式的一年。

而在2008年到2012年，文献发表篇数又呈现了逐年下降的趋势，特别是在2008年之后的两年，发表文献篇数暴减，2013年之后又逐渐变为波动上升的趋势，直到2019年开始，发表篇数再次超过了2500篇。