V-Nb-Mo-Al-Ga高熵合金的多晶型性与超导性

来源：中国科学材料

高熵合金具有结构多晶型性和超导性，是当前研究的重点。然而，多晶型转变仅在非超导的高熵合金中被观察到，且大多是在高压条件下。

近日，西湖大学任之研究员等人在Science China Materials上发表研究论文，报道了(V0.5Nb0.5)3−xMoxAl0.5Ga0.5 (0.2 ≤ x ≤ 1.4)高熵合金中的超导和温度驱动多晶型性。实验结果表明当x = 0.2时铸态高熵合金具有单一的体心立方(bcc)结构，而当x值更高时则为bcc和A15的混合结构。经高温退火后，bcc结构向A15结构进行多晶型转变，且所有高熵合金均表现出块体超导电性。对于x = 0.2的组分，其bcc晶型直到1.8 K仍不具备超导性，但其A15晶型却在10.2 K表现出超导性，估算零温上临界磁场Bc2(0)为20.1 T，该超导温度(Tc)和磁场强度在已知的高熵合金超导体中均为最高。随着Mo含量x的增加，A15型高熵合金的Tc和Bc2(0)均降低，但Bc2(0)/Tc比值表明在宽的x范围内存在无序诱导的上临界磁场增加。Tc的降低归因于电子比热系数和电声子耦合强度的减小。此外，该高熵合金的Tc对价电子数依赖关系与二元A15超导体和其他结构高熵合金超导体均不同，且表明可以通过降低价电子数目来进一步提高Tc。

图1 (V0.5Nb0.5)3−xMoxAl0.5Ga0.5 (0.2 ≤ x ≤ 1.4)高熵合金超导体的性质。

本文不仅揭示了一类新结构类型的高熵合金超导体，而且提供了高熵合金中依赖于多晶型性超导的首个示例。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2019, doi: 10.1007/s40843-019-1237-5。