報(bào) 告 人：劉曉兵

報(bào)告題目：高壓下硬質(zhì)超導(dǎo)堿/堿土金屬硼化物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成

報(bào)告時(shí)間：2024年9月23日（周一）上午10：30

報(bào)告地點(diǎn)：物理與電子工程學(xué)院428會(huì)議室

主辦單位：物理與電子工程學(xué)院、科學(xué)技術(shù)研究院

報(bào)告人簡(jiǎn)介：

劉曉兵，曲阜師范大學(xué)物理工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，2011年博士畢業(yè)于吉林大學(xué)超硬材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2012-2017年在美國(guó)西北大學(xué)從事博士后研究，現(xiàn)任職曲阜師范大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院副院長(zhǎng)。獲國(guó)家青拔、山東省泰山學(xué)者、山東省杰青等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。長(zhǎng)期圍繞六面頂大腔體壓機(jī)、兩面頂壓機(jī)與金剛石對(duì)頂砧技術(shù)，從事極端條件凝聚態(tài)物理與高溫高壓功能材料研究工作，在PNAS，Nat. Commun.，Angew等權(quán)威期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，主持或完成國(guó)家級(jí)、省部級(jí)等科研項(xiàng)目12項(xiàng)，近五年量子級(jí)功用化金剛石制備等9項(xiàng)科研成果實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。

報(bào)告摘要：

眾所周知，強(qiáng)共價(jià)鍵在超硬材料（如金剛石和cBN）的形成中起著至關(guān)重要的作用，但會(huì)導(dǎo)致材料中自由電子局域化，導(dǎo)致寬的帶隙，使其表現(xiàn)為絕緣體。金屬硼化物由于其結(jié)合方式復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn)，可成為具有優(yōu)異導(dǎo)電性的新型硬質(zhì)/超硬材料，從而受到廣泛關(guān)注。從21世紀(jì)以來(lái)，人們開(kāi)始圍繞過(guò)渡金屬硼化物進(jìn)行研究，得到了ReB2、ZrB12為例等一系列的具有優(yōu)異機(jī)械性能的過(guò)渡金屬硼化物，表現(xiàn)出良好金屬特性，甚至超導(dǎo)電性，但需要苛刻的合成壓力，尺寸小，限制了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

堿及堿土金屬（AM）相對(duì)于過(guò)渡金屬而言，化學(xué)活性高，與硼結(jié)合反應(yīng)強(qiáng)，傾向于在更低的壓力下形成更多化學(xué)計(jì)量比的堿及堿土金屬硼化物。近期我們團(tuán)隊(duì)成功制備了NaB4，制備條件為1.5 GPa和1000 K，其硬度高達(dá)26 GPa，可以和TMB相媲美。因此，我們致力于在A(yíng)MB化合物中尋找和設(shè)計(jì)具有高導(dǎo)電性甚至超導(dǎo)的硬質(zhì)或超硬多功能材料，發(fā)現(xiàn)了一系列新型硼化物AMB7（AM = Li, Na, K, Ca, Mg和Sr），在常壓下表現(xiàn)出高的硬度和超導(dǎo)電性。此外，Waffle-CaB12是的硬度達(dá)到50.1 GPa，是目前已知AMB體系中的最高值。通過(guò)電子調(diào)控，我們得到了超導(dǎo)超硬材料Ca2KB36（Tc ~16.9 K，Hv ~44.1 GPa），為超硬多功能材料的設(shè)計(jì)提供了新思路。