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新突破:室温超导!

新突破:室温超导!

虽然超导体是一种比常规导体更为优越的导电材料,但是现有的超导材料大都需要在极低温下才能工作,这大大限制了它们的大规模应用。因此,找到一种室温超导材料,是物理学家长久以来的梦想。

罗切斯特大学的兰加·迪亚斯(Ranga Dias)和他的团队用一种含碳的硫化氢系统(carbonaceous sulfur hydride)刷新了超导体临界温度的记录。他的团队使用一种用于在极高压下测试微量材料的研究装置——金刚石对顶砧(diamond anvil cell, DAC),将1:1摩尔比例的碳和硫混合并研磨成颗粒,置于DAC的微小缝隙中并充入氢气,在4千兆帕的压强下通过激光照射数小时激发样品的化学反应,使S-S化学键断裂,在加入甲烷(CH4)后构成一个特殊的含碳的硫化氢系统,并在极端的高压下形成超导化合物。随着压强的不断增大,超导的转变温度也越来越高,最终达到了室温的界限。它的最大临界温度为287.7±1.2K(约15℃),此时的压强是267±10千兆帕,约为海平面大气压的260万倍。

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室温超导能带来什么?

虽然突破了室温超导的瓶颈,但其所需的超高压强让这项技术仍无法在生产中直接应用。那么,这项研究是不是没什么实际意义呢?其实不然,室温超导一直是有待摘取的“圣杯”,这一成果对超导现象的探索乃至实现能够应用的室温超导,都具有重要指导意义。它为我们开拓了应用超导技术的新领域;这种含碳的硫化氢系统对未来寻找新材料的方向拓宽了道路;它会启发我们思考常规超导体和高温超导体的关系、超导电子配对的机制等等。


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