Forskere har syntetiseret en ny højtemperatur superleder

Et internationalt hold ledet af Artem R. Oganov, professor ved Skoltech og MISIS, og Dr. Ivan Troyan fra Institute of Crystallography of RAS udførte teoretisk og eksperimentel forskning på en ny høj temperatur superleder, yttriumhydrid (YH ₆ ). Deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Avancerede materialer .

Yttriumhydrider er blandt de tre højeste temperatur superledere kendt til dato. Føreren blandt de tre er et materiale med en ukendt S-C-H sammensætning og superledningsevne ved 288 K, som efterfølges af lanthanhydrid, LaH10, superledende ved temperaturer op til 259 K), og, endelig, yttriumhydrider, YH ₆ og YH ₉ , med maksimale superledningstemperaturer på 224 K og 243 K, henholdsvis. YH's superledningsevne ₆ blev forudsagt af kinesiske videnskabsmænd i 2015. Alle disse hydrider når deres maksimale superledningstemperaturer ved meget høje tryk:2,7 millioner atmosfærer for S-C-H og omkring 1,4-1,7 millioner atmosfærer for LaH ₁₀ og YH ₆ . Højtrykskravet er fortsat en stor blokering for mængdeproduktion.

"Indtil 2015, 138 K (eller 166 K under tryk) var rekorden for superledning ved høj temperatur. Rumtemperatur superledningsevne, hvilket ville have været til grin for bare fem år siden, er blevet en realitet. Lige nu, hele pointen er at opnå superledning ved stuetemperatur ved lavere tryk, " siger Dmitry Semenok, en medforfatter til papiret og en ph.d. elev på Skoltech.

De højeste temperatur superledere blev først forudsagt i teorien og derefter skabt og undersøgt eksperimentelt. Når man studerer nye materialer, kemikere starter med at lave teoretiske forudsigelser og derefter teste nyt materiale i praksis.

"Først, vi ser på det større billede og studerer et væld af forskellige materialer på computeren. Dette gør tingene meget hurtigere. Mere detaljerede beregninger følger efter den indledende screening. At sortere gennem halvtreds eller hundrede materialer tager omkring et år, mens et eksperiment med et enkelt materiale af særlig interesse kan vare et år eller to, " kommenterer Oganov.

Typisk, kritiske superledningstemperaturer forudsiges af teori med en fejl på omkring 10-15%. Tilsvarende nøjagtighed opnås i forudsigelser af kritiske magnetfelter. I tilfældet med YH6, overensstemmelsen mellem teori og eksperiment er ret dårlig. For eksempel, det kritiske magnetfelt observeret i eksperimentet er 2 til 2,5 gange større sammenlignet med teoretiske forudsigelser. Det er første gang, forskere støder på en sådan uoverensstemmelse, som endnu ikke skal forklares. Måske, nogle yderligere fysiske effekter bidrager til dette materiales superledningsevne og blev ikke redegjort for i teoretiske beregninger.