鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:622次 | 2019年05月30日
超導(dǎo)材料最高臨界溫度刷新
超導(dǎo)材料能無損耗傳輸電能,但其應(yīng)用卻因超導(dǎo)態(tài)嚴(yán)苛的低溫要求而受限。因此,實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)成為科學(xué)家的重要目標(biāo),如今他們離這一目標(biāo)越來越近。在最新一期《自然》雜志上,美德兩國(guó)科學(xué)家組成的研究小組發(fā)表論文稱,他們實(shí)驗(yàn)證實(shí),高壓下的氫化鑭在250K(K代表絕對(duì)溫標(biāo)開爾文,250K大約為-23℃)下中具有超導(dǎo)性。而250K,是迄今為止超導(dǎo)材料中已證實(shí)的最高臨界溫度。
過去的一個(gè)世紀(jì)里,科學(xué)家一直在尋找能在室溫下具有超導(dǎo)性的材料,隨著越來越多的超導(dǎo)材料被發(fā)現(xiàn),最高臨界溫度的紀(jì)錄也在不斷刷新,逐步向室溫目標(biāo)邁進(jìn)。在2018年,兩個(gè)獨(dú)立研究小組幾乎同時(shí)報(bào)告稱,壓縮的氫化鑭化合物可能在更高的溫度下表現(xiàn)出超導(dǎo)性,其臨界溫度范圍從215K~280K不等。這一理論預(yù)測(cè)在當(dāng)時(shí)引起了廣泛關(guān)注。
此次,美德兩國(guó)研究人員通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一理論預(yù)測(cè)。他們使用一種被稱為金剛石壓腔的設(shè)備,利用兩顆金剛石擠壓一小塊兒鑭樣品,使其在170吉帕的高壓下轉(zhuǎn)化為氫化鑭化合物——LaH10,然后用X射線探測(cè)其結(jié)構(gòu)和成分。研究人員觀察到LaH10具有零電阻、在外加磁場(chǎng)作用下臨界溫度會(huì)降低、同位素效應(yīng)(臨界溫度依賴于同位素質(zhì)量的現(xiàn)象)這3個(gè)超導(dǎo)材料特征,但因樣本量太小而無法對(duì)超導(dǎo)材料的另一個(gè)重要特征——邁斯納效應(yīng)(一種超導(dǎo)體對(duì)磁場(chǎng)的排斥現(xiàn)象)進(jìn)行觀測(cè)。他們表示,其所觀察到的3個(gè)特征已可以證明,在250K的溫度下,氫化鑭在超過100萬倍地球大氣壓下會(huì)變成超導(dǎo)物質(zhì)。