新的鈰超氫化物成為超導(dǎo)體的墊腳石

Skoltech 的研究人員和他們來(lái)自中國(guó)的同事通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了鈰超氫化物 CeH9 和 CeH10 的超導(dǎo)性，為低壓和潛在的室溫超導(dǎo)體指明了道路。該論文發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。

通向超導(dǎo)性的道路是一些材料的一種極具吸引力的物理特性，因?yàn)樗鼈兙哂辛汶娮?，因此不?huì)因熱量而損失能量，需要穿越崎嶇的地形。它需要極低的溫度(我們說(shuō)的是 135 K，或負(fù) 138 攝氏度，最熱時(shí))或極高的壓力(在 2019 年，發(fā)現(xiàn) LaH10 在 -23 C 和 170 萬(wàn)個(gè)大氣壓下變得超導(dǎo)，而在 2020 年發(fā)現(xiàn) SCH 化合物在 +15°C 和 270 萬(wàn)個(gè)大氣壓下超導(dǎo))?？茖W(xué)家們正在努力使超導(dǎo)體“正?；?rdquo;，尋找在接近室溫和稍微不那么可怕的壓力下具有這種特性的化合物。

繼續(xù)進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的長(zhǎng)期探索，Skoltech 教授 Artem R. Oganov 和博士生 Dmitrii Semenok 與崔天教授、黃曉麗教授(吉林大學(xué))和博士生 Wuhao Chen 合作。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在 CeH9(一種他們?cè)?2019 年初發(fā)現(xiàn)的超氫化鈰)和新合成的 CeH10 中證明了超導(dǎo)性。

“鈰氫化物是非凡的化合物。在比任何其他超氫化物(約 80 萬(wàn)個(gè)大氣壓)更低的壓力下穩(wěn)定并顯示高溫超導(dǎo)性，它們是進(jìn)一步研究這些迷人化合物中超導(dǎo)性機(jī)制的理想起點(diǎn)，并設(shè)計(jì)其他超導(dǎo)體，在更低的壓力下穩(wěn)定，”作者寫(xiě)道。

“早些時(shí)候，我們?cè)谠刂芷诒砗蜌浠锏某瑢?dǎo)性之間建立了非常密切的關(guān)系——我們相信它不僅適用于氫化物!以 La 和 Ce 為例——它們是元素周期表中的鄰居，實(shí)際上都形成了高溫超導(dǎo)體。然而，存在差異：LaH10 在較高溫度下超導(dǎo)，而 CeH10 在較低壓力下穩(wěn)定，”Artem R. Oganov 說(shuō)。

作者指出，現(xiàn)在主要探索的是二元?dú)浠铩?ldquo;現(xiàn)在我們需要仔細(xì)考慮如何組合元素以在三元?dú)浠锏妮^低壓力下實(shí)現(xiàn)更高溫度的超導(dǎo)性。我們知道哪些元素會(huì)導(dǎo)致更高溫度的超導(dǎo)性，并開(kāi)始了解哪些元素會(huì)導(dǎo)致在較低壓力下的穩(wěn)定性。這些是主要音符，但將它們組合成旋律需要想象力，”Dmitrii Semenok 補(bǔ)充道。

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