Nature:掺碳硫化氢(CSHx)体系高压室温超导
纳米技术 纳米 2020-10-15

实验物理学中长期挑战性在于室温超导现象,最近传统富含大量氢的材料在一些体系中展现了高压条件中的高温超导现象。其中一项重要的发现是H2S在高压处理过程中转变为H3S,转化条件为155 GPa压力、203 K温度。H2S、CH4都能和H2混合,在较低压力中形成主客体结构。

在低压H3S的前体混合物(H2S+H2)中加入CH4,能够通过范德瓦尔斯固体大集合体中形成富含H2的混合物体系,能够在极端条件中构成超导主客体结构材料。有鉴于此,罗切斯特大学Ranga P. Dias等报道了含碳(CH4)的硫氢化物体系,在267±10 GPa的条件中实现了287±1.2 K最大超导转换温度。

本文要点:

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这种超导态能够在140~275 GPa范围内实现,在220 GPa中展现了尖锐的超导温度增高。测试发现高达190 GPa的磁化率,在9 T外加磁场中,转化温度会降低。由于氢元素难以通过X射线散射实验测试,作者通过Raman光谱对材料在金属化转变前的化学组成、结构变化情况进行表征。这种化学组成调控体系的超导性质导致在更低的压力中实现室温超导。

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参考文献

Snider, E., Dasenbrock-Gammon, N., McBride, R. et al. Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride. Nature 586, 373–377 (2020).

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z


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