室温超导乐成了！

 
 
室温超导乐成了！  
 

一种氢、硫和碳的化合物被压在两颗钻石之间，在室温下实现超导。 图片来历：ADAM FENSTER

克日，研究人员完成了几十年的摸索，缔造了第一个不需要冷却就能消除电阻的超导体。但这种新型室温超导体只能在相当于地球中心压力3/4的压力下事情。换句话说，假如研究人员可以或许将这种质料不变在情况压力下，超导应用的空想就有望实现，好比用于核磁共振呆板和磁悬浮列车的低损耗电线和不需要冷却的超强超导磁体。相关论文10月14日登载于《自然》。

“这是一个里程碑。”英国剑桥大学物理学家Chris Pickard说。可是，美国加州大学圣迭戈分校物理学家Brian Maple认为，该尝试的极度条件意味着，尽量它“相当惊人”，但“这必定不会对制造中的设备有用”。

无论如何，由罗切斯特大学物理学家Ranga Dias团队公布的这一动静，使“温度计”上的漫长征程到达一个飞腾。实现室温超导有望通过使产热最小化，晋升电导体和装置的效率。

1911年，荷兰物理学家Heike Kamerlingh Onnes在一根冷却到绝对零度以上4.2摄氏度（4.2 K）的水银线中首次发明白超导性。1957年，物理学家John Bardeen、 Leon Cooper和Robert Schrieffer表明白这一现象：他们提出的“BCS理论”认为，一个电子快速穿过超导体会临时改变质料的布局，在没有阻力的环境下拉过来另一个电子。

1986年，两位物理学家发明，在氧化铜陶瓷等差异质料中，超导机能设定在较高的“临界温度”——30 K。到1994年，研究人员在压力下将汞氧化铜的“临界温度”晋升到164k。

2004年，康奈尔大学理论学家Neil Ashcroft提出，将氢与另一种元素团结大概会增加一种“化学预压缩”，从而在较低的压力下使高温超导成为大概。操作这一计策，2015年，德国，马普学会化学研究所的Mikhail Eremets团队在203 K的H3S中发明白超导电性，H3S被压缩到155吉帕（GPa），高出地球大气压力的100多万倍。在接下来的3年里，Eremets等人将含镧的富氢化合物的“临界温度”提高到了250k。可是释放压力后，所有的化合物就会解析。

在新研究中，Dias团队认为，可以通过插手第三种元素——碳，将“临界温度”提到更高。碳能与相近原子形成强键。“我们是在盲目航行。”团队成员、内华达大学物理学家Ashkan Salamat说。

研究人员把碳和硫研磨在一起的微小固体颗粒装入金刚石压腔里，然后用管道输送3种气体：氢、硫化氢和甲烷。然后他们用绿色激光照射钻石，激发化学回响，使殽杂物酿成透明晶体。

当将压力提高到148 GPa并通过电引线查抄样品的电导率时，研究人员发明晶体在147 K时酿成了超导体。通过将压力增加到267 GPa，研究小组到达了287 K的“临界温度”，这是一个严寒房间或一个抱负酒窖的温度。磁场丈量也表白样品已经酿成了超导的。

“功效看起来是可信的。”Eremets说。然而，他指出，Dias小组还不能确定超导化合物的准确布局。

Dias等人暗示很快就会着手办理这个问题，并且他们大概也会开始用其他元素来替代氢的3组分殽杂物，但愿能发生温度更高的超导体。布法罗大学理论家Eva Zurek说：“这是每小我私家接下来都要做的事。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2801-z