新的鈰超氫化物成為超導體的墊腳石

Skoltech 的研究人員和他們來自中國的同事通過實驗證明了鈰超氫化物 CeH9 和 CeH10 的超導性，為低壓和潛在的室溫超導體指明了道路。該論文發(fā)表在《物理評論快報》雜志上。

通向超導性的道路是一些材料的一種極具吸引力的物理特性，因為它們具有零電阻，因此不會因熱量而損失能量，需要穿越崎嶇的地形。它需要極低的溫度(我們說的是 135 K，或負 138 攝氏度，最熱時)或極高的壓力(在 2019 年，發(fā)現(xiàn) LaH10 在 -23 C 和 170 萬個大氣壓下變得超導，而在 2020 年發(fā)現(xiàn) SCH 化合物在 +15°C 和 270 萬個大氣壓下超導)?？茖W家們正在努力使超導體“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)進行理論與實驗相結合的長期探索，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)和博士生 Wuhao Chen 合作。該團隊已經在 CeH9(一種他們在 2019 年初發(fā)現(xiàn)的超氫化鈰)和新合成的 CeH10 中證明了超導性。

“鈰氫化物是非凡的化合物。在比任何其他超氫化物(約 80 萬個大氣壓)更低的壓力下穩(wěn)定并顯示高溫超導性，它們是進一步研究這些迷人化合物中超導性機制的理想起點，并設計其他超導體，在更低的壓力下穩(wěn)定，”作者寫道。

“早些時候，我們在元素周期表和氫化物的超導性之間建立了非常密切的關系——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，實際上都形成了高溫超導體。然而，存在差異：LaH10 在較高溫度下超導，而 CeH10 在較低壓力下穩(wěn)定，”Artem R. Oganov 說。

作者指出，現(xiàn)在主要探索的是二元氫化物。“現(xiàn)在我們需要仔細考慮如何組合元素以在三元氫化物的較低壓力下實現(xiàn)更高溫度的超導性。我們知道哪些元素會導致更高溫度的超導性，并開始了解哪些元素會導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 補充道。

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