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科学家观察了常规70摄氏度的传统超导性

时间:2021-10-21 09:58:01来源:

Mikhail Eremets领导的机组在Max Planck化学研究所在Mainz的MaxIMIS中用于产生极高的压力,非常方便。研究人员将金属电池用艾伦螺钉压在一起。如此在电池中心形成的高压,仅钻石抗蚀剂。宝石像压缩样品的砧座一样操作。

Max Planck Institute和Johannes Gutenberg大学的新研究表明,硫化氢在高压下的高压下的电阻在Minus 70摄氏度下。

到目前为止,没有材料能够在这种高温下进行无阻的电流:MaxIncalck Chatchituct研究人员在Mainz和Johannes Gutenberg大学Mainz观察到,硫化氢在Minus 70摄氏度下变为超导 - 当物质放置在150万条压力下。这对应于地球核心压力的一半。利用他们的高压实验,主席的研究人员因此不仅为超导性设置了新的记录 - 他们的发现也强调了在室温下运输电流的潜在新方法,没有损失。

对于许多固态物理学家,适合在室温下使用的超导体仍然是一个梦想。到目前为止,唯一已知的唯一可以通过电阻进行电流的材料,因此在非常低的温度下,没有损耗。因此,特殊的铜陶瓷(铜酸盐酯)在过渡温度方面采用了前导位置 - 材料损失其电阻的温度。这种类型的陶瓷的记录大致减去140摄氏度,在正常气压下,高压下减去109摄氏度。在陶瓷中,发生特殊的,非常规的超导形式。对于传统的超导性,到目前为止,至少需要至少减去234摄氏度的温度。

Makhael Eremets领导的一支由Makhael Eremets领导的Max Planck化学研究所主管,与Johannes Gutenberg大学Mainz的研究人员合作,现在在硫化氢(H 2 S)中观察到常规超导常规超导。为了将其在正常条件下的气体转化为超导体,这对于科学家们必须将其视为1.5兆巴尔(150万条)的压力,因为它们在最新版本的科学杂志自然中描述。

传统超导性的过渡温度无限制

“通过我们的实验,我们已经为材料变为超导的温度设定了一个新的记录,”Mikhael Eremets说。他的团队也是第一个在实验中证明存在具有高转变温度的超导体的实验。对于包括H2S的某些物质,已经预测了理论计算已经预测了这一点。“在高温下寻找传统超导发生的其他材料存在很多潜力,”物理学家说。“传统超导体的过渡温度理论上没有限制,我们的实验导致理由希望超导甚至在室温下发生。”

研究人员产生了在小于一立方厘米的特殊压力室中的相对温度的负温度下使H2S超导使H2S超导所需的极高的压力。作为砧座的侧面上的两个金刚石尖端能够不断增加样品对样品的压力。该电池配备有触点以测量样品的电阻。在另一个高压电池中,研究人员能够研究在过渡温度变化的材料的磁性。

在研究人员填充具有液态硫化氢的压力室之后,它们逐渐增加了样品上的压力,大约为2兆瓦,并改变每个压力水平的温度。它们采用耐抵抗和磁化测量以确定材料的过渡温度。磁化测量提供非常有用的信息,因为超导体具有理想的磁性。

氢原子在高温下促进超导性

研究人员认为,它主要是负责在相对较高的温度下在高压下失去其电阻的硫化氢的氢原子:氢原子以所有元素的最高频率振荡的晶格振荡,因为氢是最轻的。由于晶格的振荡确定了传统的超导性 - 并且更有效地执行具有高氢含量的原子振荡材料的速度更快地表现出相对高的过渡温度。此外,原子之间的强键增加了材料变得超导的温度。在H3S中满足这些条件,并且正是从高压下从H 2 S产生的这种化合物。

Mikhael Eremets和他的团队现在正在寻找具有较高过渡温度的材料。在这种情况下,增加作用于硫化氢上的压力在1.5兆瓦没有有用。这不仅由理论物理学家计算,而且现在还在Mainz团队执行的实验中确认。在较高的温度下,电子结构以这样的方式改变,使得过渡温度缓慢地开始再次下降。

通缉:富含氢气的过渡温度较高

“高转变温度的明显候选者是纯氢”,“米赫赫尔·埃雷梅斯说。“预计它将在高压下在室温下变得超导。”他的团队已经开始尝试纯氢气,但实验非常困难,因为需要三到四兆瓦的压力。

然而,“我们对硫化氢的研究表明,许多富含氢的材料可以具有高转变温度,”Eremets说。甚至可以在常见的温度感知方面实现高温超导体,而没有高压。Mainz的研究人员目前需要高压来转化将像硫化氢电绝缘的材料转化为金属。“可能存在聚合物或其他富含氢气的化合物,其可以以其他方式转化为金属并在室温下变得超导,”物理学家说。如果可以找到这样的材料,我们终于拥有它们:可用于各种技术应用的超导体。

出版物:A.P.Drozdov等,“在硫氢化物体系中的高压力下,”203个keelvin的常规超导性“,”自然(2015); DOI:10.1038 / Nature14964

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