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零下23℃ 超導(dǎo)材料最高臨界溫度刷新論文已在《自然》雜志發(fā)表

2019-05-24 14:04:50來源：科技日?qǐng)?bào)

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...

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)

。

250K

，是目前人類高溫超導(dǎo)的最新紀(jì)錄，比此前的最高臨界溫度增加了50K左右

。研究人員稱

，這是向?qū)崿F(xiàn)室溫超導(dǎo)目標(biāo)邁出的令人鼓舞的一步。而同期《自然》雜志上刊發(fā)的評(píng)論文章則指出

，這一研究結(jié)果表明，科學(xué)家對(duì)超導(dǎo)材料的研究可能進(jìn)入了一個(gè)新階段

，開始從靠經(jīng)驗(yàn)規(guī)則

、直覺或運(yùn)氣發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體向由具體理論預(yù)測(cè)指導(dǎo)研究過渡。

責(zé)任編輯：孫知兵