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零下23℃ 超導材料最高臨界溫度刷新
來源： 科技日報
作者：南皮縣產學研科技成果轉化服務中心
日期：
2019-05-26
科技日報華盛頓5月22日電 （記者劉海英）超導材料能無損耗傳輸電能，但其應用卻因超導態(tài)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(fā)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(fā)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(fā)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(guī)則、直覺或運氣發(fā)現超導體向由具體理論預測指導研究過渡。
總編輯圈點
百年時間里，人類已實現數萬種材料的超導，但室溫超導一直還是“終極目標”。這是因為，目前大多數超導體仍然僅在接近絕對零度的溫度下工作。其意味著實際應用中需要依賴昂貴的低溫液體——例如液氦等來維持低溫環(huán)境。也因此超導應用的成本急劇增加，甚至維持低溫的成本，都要遠超材料本身的價值。如今誕生的又一全新紀錄，標志著科學家實現室溫超導的步伐正在加快，也代表著我們距離跨入無電力損耗的全新時代更進了一步。
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