Nye ceriumsuperhydrider bliver trædesten til Goldilocks superledere

Forskere fra Skoltech og deres kolleger fra Kina har eksperimentelt vist superledning i ceriumsuperhydrider CeH9 og CeH10, peger på vej til lavere tryk og potentielt stuetemperatur superledere. Avisen blev offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve .

Vejen til superledelse, en ekstremt attraktiv fysisk egenskab ved nogle materialer, der ikke mister energi til varme, fordi de har nul modstand, ligger gennem hårdt terræn. Det kræver enten ekstremt lave temperaturer (vi taler 135 K, eller minus 138 grader Celsius, på det varmeste) eller ekstremt høje tryk (i 2019, LaH10 viste sig at blive superledende ved -23 C og 1,7 millioner atmosfærer, og i 2020 viste det sig, at en S-C-H-forbindelse superledede ved +15 C og 2,7 millioner atmosfærer). Forskere arbejder på at "normalisere" superledere, på udkig efter forbindelser, der ville have denne egenskab ved tæt på stuetemperatur og et noget mindre skræmmende tryk.

Fortsætter den langvarige søgen, der kombinerede teori og eksperiment, Skoltech -professor Artem R. Oganov og ph.d. studerende Dmitrii Semenok sluttede sig sammen med teamet af professorer Tian Cui, Xiaoli Huang (Jilin University) og ph.d. studerende Wuhao Chen. Dette team har demonstreret superledning i CeH9, et ceriumsuperhydrid, de havde opdaget tidligere i 2019, og i den nyligt syntetiserede CeH10.

"Ceriumhydrider er bemærkelsesværdige forbindelser. Stabil og udviser høj temperatur superledningsevne ved lavere tryk end nogen andre superhydrider (ca. 0,8 millioner atmosfærer), de tjener som et ideelt udgangspunkt for yderligere at studere mekanismen for superledning i disse fascinerende forbindelser, og designe andre superledere, stabil ved endnu lavere tryk, "skriver forfatterne.

"Tidligere etablerede vi et bemærkelsesværdigt tæt forhold mellem det periodiske system og superledningsevne af hydrider-og vi mener, at det ikke kun skulle gælde for hydrider. Tag La og Ce-de er naboer i det periodiske system og danner faktisk begge superledere ved høj temperatur. Men dog , der er forskelle:LaH10 -superledninger ved højere temperaturer, mens CeH10 er stabil ved lavere tryk, "Artem R. Oganov siger.

Forfatterne påpeger, at nu for det meste udforskes binære hydrider. "Nu skal vi nøje overveje, hvordan vi kan kombinere elementerne for at opnå højere temperatur superledningsevne ved lavere tryk i ternære hydrider. Vi ved, hvilke elementer der fører til højere temperatur superledning og begynder at lære, hvilket fører til stabilitet ved lavere tryk. Disse er hovednoter, men det kræver fantasi at kombinere dem i en melodi, "Tilføjer Dmitrii Semenok.