报 告 人：刘晓兵
报告题目：高压下硬质超导碱/碱土金属硼化物的结构设计与合成
报告时间：2024年9月23日（周一）上午10：30
报告地点：物理与电子工程学院428会议室
主办单位：物理与电子工程学院、科学技术研究院
报告人简介：
刘晓兵，曲阜师范大学物理工程学院教授、博士生导师，2011年博士毕业于吉林大学超硬材料国家重点实验室，2012-2017年在美国西北大学从事博士后研究，现任职曲阜师范大学前沿交叉科学研究院副院长。获国家青拔、山东省泰山学者、山东省杰青等荣誉称号。长期围绕六面顶大腔体压机、两面顶压机与金刚石对顶砧技术，从事极端条件凝聚态物理与高温高压功能材料研究工作，在PNAS，Nat. Commun.，Angew等权威期刊发表学术论文100余篇，主持或完成国家级、省部级等科研项目12项，近五年量子级功用化金刚石制备等9项科研成果实现技术成果转化。
报告摘要：
众所周知，强共价键在超硬材料（如金刚石和cBN）的形成中起着至关重要的作用，但会导致材料中自由电子局域化，导致宽的带隙，使其表现为绝缘体。金属硼化物由于其结合方式复杂、结构多样等特点，可成为具有优异导电性的新型硬质/超硬材料，从而受到广泛关注。从21世纪以来，人们开始围绕过渡金属硼化物进行研究，得到了ReB2、ZrB12为例等一系列的具有优异机械性能的过渡金属硼化物，表现出良好金属特性，甚至超导电性，但需要苛刻的合成压力，尺寸小，限制了实际应用价值。
碱及碱土金属（AM）相对于过渡金属而言，化学活性高，与硼结合反应强，倾向于在更低的压力下形成更多化学计量比的碱及碱土金属硼化物。近期我们团队成功制备了NaB4，制备条件为1.5 GPa和1000 K，其硬度高达26 GPa，可以和TMB相媲美。因此，我们致力于在AMB化合物中寻找和设计具有高导电性甚至超导的硬质或超硬多功能材料，发现了一系列新型硼化物AMB7（AM = Li, Na, K, Ca, Mg和Sr），在常压下表现出高的硬度和超导电性。此外，Waffle-CaB12是的硬度达到50.1 GPa，是目前已知AMB体系中的最高值。通过电子调控，我们得到了超导超硬材料Ca2KB36（Tc ~16.9 K，Hv ~44.1 GPa），为超硬多功能材料的设计提供了新思路。