10月14日，《自然》報道了美國羅切斯特大學物理學家Ranga Dias聯(lián)合內(nèi)華達大學等團隊在室溫超導領(lǐng)域的重大突破：實現(xiàn)287K(約15℃)溫度下的碳—硫—氫體系超導，如果研究人員能夠?qū)⑦@種材料穩(wěn)定在環(huán)境壓力下，超導應用普及的夢想就有望實現(xiàn)，比如用于核磁共振成像和磁懸浮列車、無耗散電流傳送和不需要冷卻的超強超導磁體等。
但這種新型室溫超導體只能在267GPa(相當于地球中心壓力3/4)的壓力下工作。
但是，美國加州大學圣迭戈分校物理學家Brian Maple認為，該實驗的極端條件意味著，盡管它“相當驚人”，但“這肯定不會對制造中的設備有用”。
研究人員將碳和硫元素形成的混合物球磨成5微米以下的顆粒，隨后裝載到金剛石壓砧(產(chǎn)生超高壓的裝置)中，并充入高壓氫氣。
在加壓的狀態(tài)下，用紫外光照射，壓力和光輻射共同驅(qū)動S-S鍵的光分解，形成硫自由基，并與氫分子反應生成硫化氫，最終制出均勻透明的晶體。
當將壓力提高到148GPa并表征電導率時，研究人員發(fā)現(xiàn)材料在147K時變成了超導體。將壓力進一步增加到267GPa，研究小組達到了287K的超導“臨界溫度”，磁性測量也表明樣品已經(jīng)變成了超導體。
中國科學院物理研究所研究員靳常青表示，該研究提供了旨在證明超導兩個最基本特性的實驗結(jié)果，即零電阻和抗磁性。
靳常青告訴《中國科學報》，在超高壓環(huán)境下，樣品的量非常小，在文章所述的微米級尺度下檢測樣品電阻，尤其是磁信號的實驗難度非常大。
“這個實驗結(jié)果如能得到其他研究組的進一步確認，對超導的基礎研究和潛在的室溫大規(guī)模應用而言，都是相當令人鼓舞的進展?？茖W家需要繼續(xù)深入認識構(gòu)效關(guān)系，比如通過化學摻雜，如何在較低壓力甚至常壓下實現(xiàn)室溫和更高溫度超導?！苯Ｇ嗾f。
實際上，硫化氫在高壓下會變身高溫超導體，曾被中國科學家“預言”。
2014年，吉林大學教授馬琰銘、崔田團隊各自通過理論計算預測：硫化氫在160GPa下超導臨界溫度為80K;硫化氫與氫的復合結(jié)構(gòu)在200GPa下超導臨界溫度在191K至204K之間。
2015年，德國馬普學會化學研究所物理學家Mikhail Eremets團隊在高壓條件下的硫化氫結(jié)構(gòu)中達到了203K(約-70℃)的超導臨界溫度。
2019年，Eremets團隊再次在《自然》發(fā)文報告了鑭—氫化物在170GPa、250K(約-23℃)的超導性，這也是此前高溫超導體的最高臨界溫度紀錄。
Eremets表示，此次最新研究似乎提供了關(guān)于高溫電導率令人信服的證據(jù)。但他指出，Dias小組還不能確定超導化合物的精確結(jié)構(gòu)，他希望從實驗中看到更多的“原始數(shù)據(jù)”。
Dias等人表示很快就會著手解決這個問題，而且他們可能也會用其他元素來替代三組分混合物，希望能產(chǎn)生溫度更高的超導體。
“這是一個里程碑?！庇鴦虼髮W物理學家Chris Pickard說。
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