Synteza wysokociśnieniowa poprawia właściwości nadprzewodzące PrFeAsO₁₋ₓFₓ

Grupa badawcza prof. Shiv J. Singha w Laboratorium Nadprzewodników i Technologii Wodorowych (NL-6) prowadzi badania nad technikami wzrostu materiałów w warunkach wysokiego ciśnienia dla prazeodymowych nadprzewodników PrFeAsO₁₋ₓFₓ. Grupa opublikowała niedawno nowy artykuł “Effects of high-pressure synthesis on phase formation and superconducting properties of PrFeAsO1-xFx”, Physica C: Superconductivity and its Applications 650, 1354944 (2026) https://doi.org/10.1016/j.phys.... W pracy zbadano wpływ syntezy w warunkach wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury (HP-HTS) na właściwości strukturalne, mikrostrukturalne, elektryczne i magnetyczne PrFeAsO₁₋ₓFₓ.

Badania obejmują trzy reprezentatywne składy: niskodomieszkowany (x = 0,2), optymalnie domieszkowany (x = 0,3) oraz nadmiernie domieszkowany (x = 0,5). Próbki poddano obróbce z wykorzystaniem techniki wzrostu w warunkach wysokiego ciśnienia (HP-HTS) i porównano z próbkami przygotowanymi metodą konwencjonalnej syntezy przy ciśnieniu atmosferycznym. Wyniki pokazują, że zastosowanie wysokiego ciśnienia prowadzi do poprawy zagęszczenia materiału i połączeń między ziarnami, a także wpływa na powstawanie poszczególnych faz oraz rozkład fluoru. Dla optymalnie domieszkowanego materiału x = 0,3 temperatura przejścia do stanu nadprzewodzącego wzrosła o około 6 K po zastosowaniu procesu HP-HTS. Dla niskodomieszkowanego materiału x = 0,2 zaobserwowano bardziej umiarkowany wzrost temperatury przejścia, wynoszący około 1 K, natomiast dla nadmiernie domieszkowanego materiału x = 0,5 zaobserwowano osłabienie odpowiedzi nadprzewodzącej, któremu towarzyszyło zwiększenie ilości faz wtórnych. Badania pokazują, że właściwości nadprzewodzące po syntezie wysokociśnieniowej są determinowane przez łączne działanie takich czynników jak redystrybucja fluoru, ewolucja fazowa, zagęszczenie mikrostruktury oraz poprawa połączeń między ziarnami. Uzyskane wyniki dostarczają nowych informacji na temat roli syntezy wysokociśnieniowej w procesie wytwarzania i optymalizacji materiałów nadprzewodzących na bazie żelaza.

Więcej szczegółów znajduje się w pracy dostępnej Open Access: Priya Singh, Konrad Kwatek, Tatiana Zajarniuk, Tomasz Cetner, Jan Mizeracki, and Shiv J. Singh, “Effects of high-pressure synthesis on phase formation and superconducting properties of PrFeAsO₁₋ₓFₓ”, Physica C: Superconductivity and its Applications 650, 1354944 (2026) https://doi.org/10.1016/j.phys...