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室温超导登顶Nature！
- by wittx 2023-03-09
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加载速度比较慢比较慢，请稍等，手机环境下，有可能无法显示！ " width="100%" height="800">一、【导读】
致密元素氢长期以来一直被预测为一种超高温超导体，然而所需的极高压力给确认这些超导相带来了挑战。超氢化物材料有望保留致密元素氢的超导特性，且压力要低得多。如果超导材料存在于环境温度和压力条件下，那么它将具有巨大的应用潜力。尽管进行了数十年的研究，但这种理想状态尚未实现。在环境压力下，铜酸盐是在最高临界超导转变温度（Tc）下具有超导性的材料类，最高可达约133 K。在过去的十年中，高压氢合金的“化学预压缩”引领了对高温超导性的研究，证明了Tc在兆巴压力下接近二元氢化物中的水的凝固点。三元富氢化合物，如碳质硫氢化物，更适合于一个更大的化学空间，以潜在地改善超导氢化物的性质。
二、【成果掠影】
在此，美国罗彻斯特大学Ranga P. Dias教授等人（共同通讯作者）报告了在10 kbar时最大Tc为294 K的氮掺杂的氢化镥上的超导性的证据，即在室温和近环境压力下的超导性。在高压和高温条件下合成了该化合物，并在具有完全恢复性后，沿着压缩路径研究了其材料和超导性能，包括在有和没有应用磁场的情况下与温度相关的电阻，磁化强度与磁场曲线，交流和直流磁化率，以及热容测量。同时，通过X射线衍射（XRD），能量色散X射线（EDX）和理论模拟为合成材料的化学计量提供了一些见解。然而，需要进一步的实验和模拟来确定氢和氮的确切化学计量，以及它们各自的原子位置，在更进一步了解材料的超导状态。
相关研究成果以“Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride”为题发表在Nature上。
三、【核心创新点】
1.本文成功地制备了一种由99%氢气，1%氮气和纯镥样品构成的镥-氮-氢化合物，其具有超导性。
2.本文提出的材料超导性所需的压力远远低于数百万个大气压。
四、【数据概览】
图1 在近环境压力下镥-氮-氢的超导性。© 2023 Springer Nature
图2 镥-氮-氢系统与温度和场相关的电阻和V-I行为。© 2023 Springer Nature
图3 磁化率。© 2023 Springer Nature
图4 超导镥-氮-氢系统的比热容测量。© 2023 Springer Nature
五、【成果启示】
综上所述，超导N掺杂氢化镥的物理性质将受到磁场、敏感性和热容测量的更好约束。虽然所有其他高温超导金属氢化物都在多兆巴的压力条件下被观察到，但本文在10 kbar下发现的21℃超导材料肯定会引领一个新的材料科学领域的出现，在高压物理领域以外的众多新研究人员更容易获得这样的条件。
文献链接：“Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride”（Nature，2023，10.1038/s41586-023-05742-0）
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