中高熵合金（MEAs/HEAs）作為材料科學與工程領(lǐng)域頗具前景的新興材料，憑借其高熵、晶格畸變、緩慢擴散和化學短程有序特性，展現(xiàn)出超卓的力學性能和特殊的低溫物理特性，如高硬度、優(yōu)異的耐腐蝕性和II型超導性。在超導機制研究中，高質(zhì)量的大尺寸單晶是獲得可靠實驗數(shù)據(jù)的基石。近期，Sang等人[1]創(chuàng)新性地采用浮區(qū)法成功制備出高質(zhì)量HfNbZrTi中熵合金單晶，并對其超導性能、渦旋動力學和比熱進行了系統(tǒng)的研究。

研究結(jié)果表明，HfNbZrTi是一種II型超導體，超導轉(zhuǎn)變溫度Tc約為6K，磁通釘扎主要由平面狀缺陷主導。實驗數(shù)據(jù)獲得的比熱躍變值ΔC/γTc=1.43，超導能隙Δ(0)=0.92 meV，與弱耦合Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）模型的理論預期高度一致。此外，磁弛豫測量表明其弛豫率極低，凸顯了MEAs超導體在實際應(yīng)用中的潛力。這些發(fā)現(xiàn)不僅為理解MEAs的超導性能提供了重要實驗依據(jù)，更為設(shè)計低能量耗散的高溫超導材料開辟了新的方向。該成果以“Unveiling intrinsic superconductivity in HfNbZrTi medium-entropy alloy single crystals”為題，發(fā)表于超導領(lǐng)域國際期刊Supercond. Sci. Technol.上。

Sang等人^[1]所用到的高質(zhì)量HfNbZrTi中熵合金單晶由Quantum Design Japan公司推出的LFZ-2KW新一代高性能激光浮區(qū)法單晶爐設(shè)備成功制備，實驗中用到的晶體生長工藝參數(shù)為：Ar保護氣氛，生長速度3~6mm/hr，轉(zhuǎn)速為15~20rpm，晶體生長溫度1400°C~1500°C。磁輸運性質(zhì)測試采用標準四引線方法在Quantum Design公司的wánquán無液氦綜合物性測量系統(tǒng) - PPMS DynaCool中完成，磁場強度范圍為0–9 T，方向平行于（110）晶面。

HfNbZrTi中熵合金單晶圖片^[1]

HfNbZrTi中熵合金單晶M-T曲線^[1]

新一代高性能激光浮區(qū)法單晶爐-LFZ：

與傳統(tǒng)的激光浮區(qū)法單晶生長系統(tǒng)相比，Quantum Design Japan公司推出的新一代高性能激光浮區(qū)法單晶爐-LFZ 具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

• 傳承日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的先進設(shè)計理念

• 功率更高（激光功率2KW/1.5KW，兩種規(guī)格可選）

• 采用全新五束激光設(shè)計，確保熔區(qū)能量分布更加均勻

• 更加科學的問題梯度優(yōu)化方案，有助于降低晶體生長中的熱應(yīng)力

• 采用了實時溫度集成反饋控制系統(tǒng)

wánquán無液氦綜合物性測量系統(tǒng) - PPMS DynaCool

• wánquán繼承PPMS測量選件

• 脈管制冷機，超低振動，wánquán無需液氦

• 全CAN設(shè)計，測量更快，內(nèi)置磁屏蔽和高真空

• 利用脈管制冷機直接冷卻可提供最高14T磁場

• 降溫時間： 40分鐘從300K 降至1.8K 穩(wěn)定

• 最大掃場速率：200 Oe/sec，7 分鐘到達滿場

• 全新mk級交流磁化率，埃米級分辨膨脹系數(shù)選件

參考文獻：

[1]. Unveiling intrinsic superconductivity in HfNbZrTi medium-entropy alloy single crystals, Lina Sang et al 2025, Supercond. Sci. Technol. 38 055022