高温超导体研究突破温度新记录

研究人员发现,高温的硫化氢在高压下将会失去其电阻作用,这项新发现可望为能在室温下作业的超导体研究铺路。

根据德国马克斯普朗克化学研究所 (Max Planck Institute for Chemistry)以及美茵茨大学(Johannes Gutenberg University Mainz;JGU) 的研究人员观察,在150万巴(bar)的极高压力(相当于地球核心压力的一半)下,-70℃的硫化氢(H2S)将会变成超导体。在此之前,唯一已知可提 供超导体的材料是一种特殊的铜陶瓷,它只能在极低温度(约-140℃)下实现,而利用传统超导体的话至少要低温至-234℃。

研究人员用小于1立方公分的特殊压力腔室装置来压缩硫化氢——它在正常情况下是气体——使其成为超导体。以该装置两侧的金刚石作为铁砧,使其持续增加样本的压力,而在装置上的触点用于测量样本电阻。

高温超导体研究突破温度新记录

图中显示该装置用于产生极高压力。研究员利用六角螺钉重压金属电池,在电池中造成高压。而像铁砧般的金刚石则在样本上施压。

“透过这项实验,我们已经为使材料成为超导体的温度写下新记录了,”主导马克斯普朗克研究团队的Mikhael Eremets表示,“其他高温的传统超导体也存在许多可能。传统超导体的温度转变在理论上是没有限制的。而且我们的实验还解释了超导体甚至可在室温下发生。”

尽管原先一直在预测这种来自特定物质的高温传统超导体,但我们的研究是第一次以高转变温度为传统超导体进行概念验证的实验。研究人员目前正致力于寻找材料具有更高转变温度的材料。

“具有这种高转变温度的明显候选材料是纯氢气,”Eremets说。 “预计它将在高压下成为室温超导体。”

该研究团队已经利用纯氢气展开试验,但面临具有非常高压力的困难,例如高压达3-4百万巴。更多细节可参考最新一期《自然》(Nature)杂志中的“高压 下203K温度的传统超导体”(Conventional superconductivity at 203 K at high pressures )

编译:Susan Hong

(参考原文:Superconductivity Temp Record Achieved,by Rich Pell)

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