氢化镧奇特高温超导之谜揭开

2020-07-02 10:53:56 新闻来源:网络
  通过计算机模拟,由日本东北大学材料与材料研究所组成的国际研究小组,东京大学和物理化学研究所发现,在室温(-23℃)附近的超导高压下,通过原子核的量子波作用,氢化镧(lah10)成为稳定的“量子固体”。这一发现表明,高温超导电性和室温超导电性可以在比含有大量氢的富氢化合物所期望的低得多的压力下实现。
  超导材料因其零电阻、无能量损耗等优点而备受关注。实现室温超导是人类的梦想,长期以来人们对其进行了大量的研究。2019年,有报道称,在130-220gpa的高压下,立方晶体结构的lah10在250K(-23℃)的绝对温度下超导,打破了最高超导转移温度的纪录,并在这个大的压力范围内保持稳定。然而,到目前为止,理论计算预测这种结构的稳定性至少需要230gpa或更高的压力。为什么立方晶体结构的稳定性比理论预测值低100GPa,引起了人们的广泛关注。
  研究小组指出,到目前为止,理论计算忽略了核量子涨落。结果表明,在高压下,氢化镧的氢原子核起伏很大,立方结构lah10在大气压下处于稳定的“量子固体”状态。此外,通过新的计算,他们还准确地描述了实验中获得的与压力有关的超导转移温度。
  由于核量子涨落在大多数材料中很常见,研究小组希望找到其他富氢化合物来取代氢化镧。通过引入量子波,提高了预测类似取代物组成和结构的理论精度。对室温超导体的理论预测有助于寻找更合适的靶材料。
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