報 告 人：劉曉兵

報告題目：高壓下硬質超導堿/堿土金屬硼化物的結構設計與合成

報告時間：2024年9月23日（周一）上午10：30

報告地點：物理與電子工程學院428會議室

主辦單位：物理與電子工程學院、科學技術研究院

報告人簡介：

劉曉兵，曲阜師范大學物理工程學院教授、博士生導師，2011年博士畢業于吉林大學超硬材料國家重點實驗室，2012-2017年在美國西北大學從事博士后研究，現任職曲阜師范大學前沿交叉科學研究院副院長。獲國家青拔、山東省泰山學者、山東省杰青等榮譽稱號。長期圍繞六面頂大腔體壓機、兩面頂壓機與金剛石對頂砧技術，從事極端條件凝聚態物理與高溫高壓功能材料研究工作，在PNAS，Nat. Commun.，Angew等權威期刊發表學術論文100余篇，主持或完成國家級、省部級等科研項目12項，近五年量子級功用化金剛石制備等9項科研成果實現技術成果轉化。

報告摘要：

眾所周知，強共價鍵在超硬材料（如金剛石和cBN）的形成中起著至關重要的作用，但會導致材料中自由電子局域化，導致寬的帶隙，使其表現為絕緣體。金屬硼化物由于其結合方式復雜、結構多樣等特點，可成為具有優異導電性的新型硬質/超硬材料，從而受到廣泛關注。從21世紀以來，人們開始圍繞過渡金屬硼化物進行研究，得到了ReB2、ZrB12為例等一系列的具有優異機械性能的過渡金屬硼化物，表現出良好金屬特性，甚至超導電性，但需要苛刻的合成壓力，尺寸小，限制了實際應用價值。

堿及堿土金屬（AM）相對于過渡金屬而言，化學活性高，與硼結合反應強，傾向于在更低的壓力下形成更多化學計量比的堿及堿土金屬硼化物。近期我們團隊成功制備了NaB4，制備條件為1.5 GPa和1000 K，其硬度高達26 GPa，可以和TMB相媲美。因此，我們致力于在AMB化合物中尋找和設計具有高導電性甚至超導的硬質或超硬多功能材料，發現了一系列新型硼化物AMB7（AM = Li, Na, K, Ca, Mg和Sr），在常壓下表現出高的硬度和超導電性。此外，Waffle-CaB12是的硬度達到50.1 GPa，是目前已知AMB體系中的最高值。通過電子調控，我們得到了超導超硬材料Ca2KB36（Tc ~16.9 K，Hv ~44.1 GPa），為超硬多功能材料的設計提供了新思路。