超導性在升溫

超導性在升溫

這幅圖顯示了在兆巴壓力下超氫化物中接近室溫的超導性。

這個國家有550萬英里的電線,每一條都在失去能量。如果能找到電阻較低的發射機,這種持續的2%到4%的架空損耗可以減少或消除。自從1911年發現超導以來,許多零電阻材料已經在實驗室中得到了證明。不幸的是,這些超導體需要低溫。在物理、材料科學和能源技術領域,實現在環境溫度或接近環境溫度下工作的具有商業可行性的超導體是一個夢想。

喬治華盛頓大學(George Washington University)的科學家預測,2017年超氫化物將在接近室溫的溫度下表現出超導性。現在這些科學家已經在實驗室裡證實了他們對這種新材料的預測。他們的結果可能是在追求無電阻損耗的電力傳輸方面邁出的重要一步。

在本週于波士頓舉行的2019年美國物理學會3月會議上,拉塞爾·赫姆利(Russell Hemley)將介紹這類材料超導性的最新研究。他還將參加描述這項工作的新聞發佈會。本新聞稿最後還提供了用於遠程登錄觀察和提問的信息。

理論預測了金屬氫的非冷卻超導性。金屬氫是一種凝聚相,H核在其價電子的離域帶中被擠壓在一起。導電帶在上面,所以金屬氫導電。

就其性質而言,它既是一種鹼金屬,也是一種高溫超導體。製造這種假想材料所需的壓力估計是目前實驗技術的範圍。有未經證實的關於其觀察的報告。然而,結果並沒有得到重複。

在追求常溫超導體的過程中,一個相關的途徑是研究可能模擬金屬氫的富氫材料。根據喬治華盛頓大學小組的預測,金屬超氫化物(MHx x>6)似乎很有前途。

這些材料由氫原子組成,其結構類似於金屬氫。喬治華盛頓大學的研究小組去年合成了其中一種材料——鑭超氫化物,最近的實驗發現這種材料實際上是超導體。

他們使用鑽石砧細胞在接近200萬大氣壓的壓力下創造了LaH10樣本。樣品電阻驟降;超導性幾乎一直延續到室溫。這些測量結果與理論預測一致。

高溫超導體的研究將在這個實驗室繼續進行。理解非冷卻超導性的進展將為非加壓方法提供新的方向。

赫姆利說:“這些發現將為超導性的研究揭開新的一頁。”“這項工作也顯示了‘設計材料’在創造新材料中的重要性。”


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