俄羅斯科學家對一種新型高溫超導體進行理論和實驗研究
據外媒報導,由俄羅斯斯科爾科沃科技學院教授Artem R. Oganov和俄羅斯科學院晶體學研究所的Ivan Troyan博士領導的國際團隊對一種新型高溫超導體–氫化釔(YH6)進行了理論和實驗研究。他們的研究成果發表在《先進材料》雜誌上。
氫化釔在目前已知的三種最高溫度超導體中名列前茅。這三種材料中的其中一種含有未知成分SCH,在288K時具有超導性,其次是氫化鑭LaH10,超導溫度高達259K;最後是氫化釔YH6和YH9,其最高超導溫度分別為22 4K和243K。YH6的超導性是中國科學家在2015年預測到的。這些氫化物都是在很高的壓力下達到最高超導溫度。SCH為270萬個大氣壓,LaH10和YH6約為140-170萬個大氣壓。高壓力要求仍然是量產的主要障礙。
“直到2015年,138K(或壓力下166K)是高溫超導的記錄。室溫超導,這在五年前是可笑的,但現在已經成為現實。”論文的共同作者、俄羅斯斯科爾科沃科技學院的博士生Dmitry Semenok說:“現在,整個要點是在較低壓力下達到室溫超導性。”
最高溫度的超導體首先在理論上預測,然後在實驗上創造和研究。在研究新材料時,化學家們先進行理論預測,然後在實踐中測試新材料。
“首先,我們從大局出發,在計算機上研究眾多不同的材料。這樣就會快很多。初步篩選之後,再進行更詳細的計算。梳理五十或一百種材料大約需要一年的時間,而用一種特別感興趣的單一材料進行實驗可能需要一兩年的時間。”Oganov評論說。
通常情況下,臨界超導溫度由理論預測,誤差約為10-15%。在臨界磁場的預測中也達到了類似的精度。在YH6的情況下,理論和實驗之間的一致性相當差。例如,實驗中觀測到的臨界磁場與理論預測相比,大了2~2.5倍。這是科學家第一次遇到這樣的差異,有待解釋。也許,一些額外的物理效應促成了這種材料的超導性,而在理論計算中沒有考慮到。