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俄罗斯科学家对一种新型高温超导体进行理论和实验研究

据外媒报道,由俄罗斯斯科尔科沃科技学院教授Artem R. Oganov和俄罗斯科学院晶体学研究所的Ivan Troyan博士领导的国际团队对一种新型高温超导体–氢化钇(YH6)进行了理论和实验研究。他们的研究成果发表在《先进材料》杂志上。

俄罗斯科学家对一种新型高温超导体进行理论和实验研究

氢化钇在目前已知的三种最高温度超导体中名列前茅。这三种材料中的其中一种含有未知成分S-C-H,在288K时具有超导性,其次是氢化镧LaH10,超导温度高达259K;最后是氢化钇YH6和YH9,其最高超导温度分别为224K和243K。YH6的超导性是中国科学家在2015年预测到的。这些氢化物都是在很高的压力下达到最高超导温度。S-C-H为270万个大气压,LaH10和YH6约为140-170万个大气压。高压力要求仍然是量产的主要障碍。

“直到2015年,138K(或压力下166K)是高温超导的记录。室温超导,这在五年前是可笑的,但现在已经成为现实。”论文的共同作者、俄罗斯斯科尔科沃科技学院的博士生Dmitry Semenok说:“现在,整个要点是在较低压力下达到室温超导性。”

俄罗斯科学家对一种新型高温超导体进行理论和实验研究

最高温度的超导体首先在理论上预测,然后在实验上创造和研究。在研究新材料时,化学家们先进行理论预测,然后在实践中测试新材料。

“首先,我们从大局出发,在计算机上研究众多不同的材料。这样就会快很多。初步筛选之后,再进行更详细的计算。梳理五十或一百种材料大约需要一年的时间,而用一种特别感兴趣的单一材料进行实验可能需要一两年的时间。”Oganov评论说。

通常情况下,临界超导温度由理论预测,误差约为10-15%。在临界磁场的预测中也达到了类似的精度。在YH6的情况下,理论和实验之间的一致性相当差。例如,实验中观测到的临界磁场与理论预测相比,大了2~2.5倍。这是科学家第一次遇到这样的差异,有待解释。也许,一些额外的物理效应促成了这种材料的超导性,而在理论计算中没有考虑到。

俄罗斯科学家对一种新型高温超导体进行理论和实验研究

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