Superconducting Quantum Metamaterials from Convergence of Soft and Hard Condensed Matter Science
Superconducting Quantum Metamaterials from Convergence of Soft and Hard Condensed Matter Science
复制标题
软硬凝聚态科学融合的超导量子超材料
DOI：
10.1002/adma.202006975
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发表时间：
2021
影响因子：
29.4
通讯作者：
Wiesner, Ulrich
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beaucage, Peter A.;van Dover, R. Bruce;DiSalvo, Francis J.;Gruner, Sol M.;Wiesner, Ulrich
超导量子超材料预计将表现出各种新的特性，但由于缺乏合适的合成路线来制备高质量的材料，因此一直是一个重大挑战。在这里，描述了嵌段共聚物（BCP）自组装导向的铌氮化物和碳氮化物的合成路线的发现。所得到的材料即使在高达1000 °C的温度下也表现出不寻常的结构保留，并且所得到的临界温度Tc值与它们的本体类似物相当。应用软物质自组装的概念，证明了一系列四种不同的BCP定向介观结构超导体可以从单个三嵌段三元共聚物中获得。所得材料显示出介观结构依赖性Tc，而XRD测量的晶格参数没有实质性变化。最后，具有双螺旋形态的样品的场相关磁化测量显示整体行为与通量雪崩相当的突然跳跃。结果表明，软凝聚态和硬凝聚态科学的一个富有成效的融合。
Superconducting quantum metamaterials are expected to exhibit a variety of novel properties, but have been a major challenge to prepare as a result of the lack of appropriate synthetic routes to high‐quality materials. Here, the discovery of synthesis routes to block copolymer (BCP) self‐assembly‐directed niobium nitrides and carbonitrides is described. The resulting materials exhibit unusual structure retention even at temperatures as high as 1000 °C and resulting critical temperature,Tc, values comparable to their bulk analogues. Applying the concepts of soft matter self‐assembly, it is demonstrated that a series of four different BCP‐directed mesostructured superconductors are accessible from a single triblock terpolymer. Resulting materials display a mesostructure‐dependentTcwithout substantial variation of the XRD‐measured lattice parameters. Finally, field‐dependent magnetization measurements of a sample with double‐gyroid morphology show abrupt jumps comparable in overall behavior to flux avalanches. Results suggest a fruitful convergence of soft and hard condensed matter science.
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