臺灣國際科展

利用熱溶劑法製備鐵硒超導奈米片及特性之研究

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2013年
科別
化學
得獎情形
三等獎
學校名稱
臺北市立建國高級中學
指導老師
黃瀞瑩,吳茂昆
作者
郭子生,蔡忠霖,范家豪
關鍵字
鐵硒(FeSe),超導體(Superconductor),奈米片(Nanosheets)

摘要或動機

本研究發展一套熱溶劑法合成鐵硒奈米超導體,並嘗試發展出新的元素摻雜方式。由此熱溶劑法所合成之鐵硒奈米超導體具有特殊的八邊形奈米片結構,除此之外更具有20K之超導臨界溫度。接著我們嘗試以吡啶溶液對奈米片進行插層的動作,雖然插層並不成功,但我們卻由此得知20K之超導臨界溫度是由鹼金屬的摻雜所促成。故我們調整熱溶劑法的反應環境,使得結晶與摻雜兩步驟在一反應系統中同時進行,透過此方法我們成功將更大量的鹼金屬摻雜至結構當中,且能以替換鹽類的方式來摻雜不同鹼金屬,由此方法所合成之鐵硒奈米片明顯具有比原先更高的超導臨界溫度,且仍保留原有的特殊八邊形結構。最後在改善量測的方式時我們更意外的發現較大的奈米片具有不同的物理性質,在磁性量測中約40K處有明顯的抗磁訊號產生,因此我們推測特殊的奈米片也有可能是影響超導臨界溫度的因素之一。而由於本研究在製成技術及樣品性質上皆有極令人耳目一新的突破,故可望在講求能源效率的今日有所貢獻。


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