高壓氧氣氛退火裝置在鈣鈦礦化合物材料制備中的應用進展

    由于平面四邊形配位的低價鎳氧化物具有跟銅酸鹽超導體類似的電子數(shù)和軌道雜化點，因此，自銅氧化物中發(fā)現(xiàn)超導電性以來，低價鎳氧化物也直是廣大研究人員的研究熱點材料之。尤其，2019年科學家在SrTiO₃襯底上生長的Nd_1-xSr_xNiO₂薄膜中觀察到了高達15 K的超導電性，這報道再次引發(fā)了人們對無限層RNiO₂（R=Nd，La）化合物的興趣。質(zhì)RNiO₂相樣品的獲得對于從實驗上研究其物理機理是至關(guān)重要的前提條件。目前已報道的RNiO₂相的制備方法是通過向Nd_1-xSr_xNiO₃中加入還原劑進而還原得到Nd_1-xSr_xNiO₂。然而，從NiO中得到Nd_1-xSr_xNiO₃相需要將Ni²⁺提升至Ni^3+x，因此其制備過程中必須要采用高壓氧氣氛。

    近期，美國阿貢國家實驗室Bi-Xia Wang等人采用溶膠-凝膠和高壓退火結(jié)合技術(shù)合成了鈣鈦礦化合物Nd_1-xSr_xNiO₃ (x = 0, 0.1 and 0.2)，文獻中所使用的高壓退火工藝條件為：燒結(jié)溫度1000°C， 氧壓150-160bar。相關(guān)成果已發(fā)表在Phys. Rev. Materials（DOI: 10.1103/physrevmaterials.4.084409）。

    在該項研究中，作者使用的高壓退火裝置即為德國SciDre公司推出的高壓氧氣氛退火爐，該設備可實現(xiàn)1100°C高溫，160bar高壓，也可根據(jù)用戶需求定制更高的溫度和壓力，是高壓晶體生長的料棒前處理和含氧晶體高溫退火處理的器。

德國SciDre 高壓氧氣氛退火爐裝置

參考文獻：

Bi-Xia Wang, Hong Zheng, E. Krivyakina, O. Chmaissem, Pietro Papa Lopes, J. W. Lynn, Leighanne C. Gallington, Y. Ren, S. Rosenkranz, J. F. Mitchell, and D. Phelan, Phys. Rev. Materials, 4, 084409 – Published 21 August 2020.