氢，碳和硫的化合物打破了象征性的障碍-但其高压条件使其难以应用
科学家创造了一种神秘的材料，该材料在高达约15°C的温度下似乎可以导电，而没有任何阻力。这是超导性的新记录，这种现象通常与非常冷的温度有关。人们对这种材料本身了解甚少，但它显示出了2015年发现的一类超导体的潜力。
但是，超导体有一个严重的局限性：它只能在极高的压力下生存，并接近地球中心的压力，这意味着它没有任何直接的实际应用。尽管如此，物理学家还是希望它能为零电阻材料的开发铺平道路，这种材料可以在较低的压力下起作用。
普通的超导体在大气压下工作，但前提是必须保持非常冷。即使是最复杂的材料（基于氧化铜的陶瓷材料）也只能在133开尔文（−140°C）以下工作。在室温下工作的超导体可能会对技术产生重大影响，例如，在电子运行速度更快而不会过热的情况下。
这项最新研究发表1在自然10月14日，似乎提供高温电导率的令人信服的证据，说物理学家米哈伊尔Eremets的马克斯普朗克化学研究所在德国美因茨-尽管他补充说，他希望看到更多的“实验中的原始数据”。他补充说，这证明了他于2015年开始的一系列工作，当时他的小组报告了2第一个高压高温超导体-一种氢和硫的化合物，在-70°C时电阻为零。
在2018年，氢和镧的高压化合物显示为3在-13°C下超导。但是最新的结果标志着这种超导电性首次出现在由三个元素而非两个元素组成的化合物中-该材料由碳，硫和氢制成。研究合著者，内华达大学拉斯维加斯分校的物理学家阿什坎·萨拉玛特说，添加第三个元素可以大大拓宽未来寻找新超导体的实验中可以包括的组合。他说：“我们已经开拓了一个全新的地区”。
伊利诺伊州莱蒙特市阿贡国家实验室的高压材料科学家Maddury Somayazulu说，在超高压下而不是在超高压下使用的材料已经可以使用。他说，研究表明，通过“明智地选择”超导体中的第三和第四元素，原则上可以降低其工作压力。
这项工作还证实了纽约伊萨卡市康奈尔大学的理论物理学家尼尔·阿什克罗夫特（Neil Ashcroft）数十年来的预测，即富氢材料可能在比想象中高得多的温度下超导。“我认为高压社区之外很少有人认真对待他的，”索马亚祖鲁说。
神秘材料
纽约罗切斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯（Ranga Dias）与萨拉玛特（Salamat）和其他合作者一道，将碳，氢和硫的混合物置于他们刻在两颗钻石尖端之间的微观壁iche中。然后，它们通过激光触发样品中的化学反应，并观察其形成的晶体。当他们降低实验温度时，对通过材料的电流的电阻降至零，这表明样品已变得超导。然后他们增加了压力，发现这种转变发生在越来越高的温度下。他们的最佳结果是在267吉帕斯卡下的转变温度为287.7开尔文，是海平面大气压力的260万倍。
纽约罗切斯特大学的超导实验室。图片提供：亚当·芬斯特（Adam Fenster）
研究人员还发现了一些证据，证明晶体在转变温度下驱逐了磁场，这是超导性的关键测试。但是，研究人员警告说，有关材料的许多内容仍然未知。“有很多事情要做，”埃米尔茨说。甚至晶体的确切结构和化学式都还不清楚。“随着压力的增加，样本量会变小，” Salamat说。“这就是使这些类型的测量真正具有挑战性的原因。”
由氢和另一种元素制成的高压超导体是众所周知的。纽约州立大学布法罗分校的计算化学家伊娃·祖雷克（Eva Zurek）说，研究人员已经对碳，氢和硫的高压混合物进行了计算机模拟。但是她说，这些研究无法解释迪亚斯小组看到的异常高的超导温度。她说：“我确信，在这份手稿出版之后，许多理论和实验小组都会跳上这个问题。”
自然 586,349（2020）
doi：https：//doi.org/10.1038/d41586-020-02895-0