零下23℃ 超導材料最高臨界溫度刷新 論文已在《自然》雜志發表

超導材料能無損耗傳輸電能，但其應用卻因超導態嚴苛的低溫要求而受限。因此，實現室溫超導成為科學家的重要目標，如今他們離這一目標越來越近。在最新一期《自然》雜志上，美德兩國科學家組成的研究小組發表論文稱，他們實驗證實，高壓下的氫化鑭在250K(K代表絕對溫標開爾文，250K大約為-23℃)下中具有超導性。而250K，是迄今為止超導材料中已證實的最高臨界溫度。

過去的一個世紀里，科學家一直在尋找能在室溫下具有超導性的材料，隨著越來越多的超導材料被發現，最高臨界溫度的紀錄也在不斷刷新，逐步向室溫目標邁進。在2018年，兩個獨立研究小組幾乎同時報告稱，壓縮的氫化鑭化合物可能在更高的溫度下表現出超導性，其臨界溫度范圍從215K—280K不等。這一理論預測在當時引起了廣泛關注。

此次，美德兩國研究人員通過實驗驗證了這一理論預測。他們使用一種被稱為金剛石壓腔的設備，利用兩顆金剛石擠壓一小塊兒鑭樣品，使其在170吉帕的高壓下轉化為氫化鑭化合物——LaH10，然后用X射線探測其結構和成分。研究人員觀察到LaH10具有零電阻、在外加磁場作用下臨界溫度會降低、同位素效應(臨界溫度依賴于同位素質量的現象)這3個超導材料特征，但因樣本量太小而無法對超導材料的另一個重要特征——邁斯納效應(一種超導體對磁場的排斥現象)進行觀測。他們表示，其所觀察到的3個特征已可以證明，在250K的溫度下，氫化鑭在超過100萬倍地球大氣壓下會變成超導物質。

250K，是目前人類高溫超導的最新紀錄，比此前的最高臨界溫度增加了50K左右。研究人員稱，這是向實現室溫超導目標邁出的令人鼓舞的一步。而同期《自然》雜志上刊發的評論文章則指出，這一研究結果表明，科學家對超導材料的研究可能進入了一個新階段，開始從靠經驗規則、直覺或運氣發現超導體向由具體理論預測指導研究過渡。