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可以在没有极限压力的情况下工作罐室温超导体?

时间:2022-06-23 10:25:07 来源:

几十年来,科学家在室温超导体后追求。现在他们终于找到了一个,狩猎是为了更好的材料。

直到去年,所有已知的超导体 - 在没有抵抗的情况下导电的材料 - 必须冷却,多于极低的温度,使它们在大多数电子设备中使用不切实际。在2020年,物理学家Ranga Dias及其同事报告说,碳,硫和氢化合物在室温下超导(SN:10/14/20).但是对另一种不切实际的要求换了冷却需求:该材料必须粉碎至267种千兆位,地球大气压超过200万次。

现在,科学家正在制定缓解挤压的策略,也许甚至会使压力降低到大气水平。“这就是我们真正想做的,”纽约罗切斯特大学的迪亚斯说。

在室温和大气压下运行的超导体可以集成到各种电子设备中,使得改善的计算机和高级悬浮列车并节省电网中的大量能量。

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但是如何找到靠近室温的超导体,并且需要更少的压力?“我认为这是现场剩余的剩余问题,”罗马萨皮萨大学的物理学家莉莉娅布尔西在3月16日在美国物理社会的在线会议上表示。在会议期间,几群物理学家报告了进展。

寻找超导体

为了找到下一个大型超导体,它有助于了解开始狩猎的位置。科学家们正在理论上使用计算机计算,从理论上决定材料的结构和性质,并指导搜索,理论上的Chemisteva Zurek在会议上表示。该战略过去已偿还。“理论起到了一个非常重要的作用,在一些情况下,在纽约布法罗大学的大学说,”苏格兰·苏格兰说,在一些情况下发挥了非常重要的作用。例如,这种预测LED研究人员对2018年发现的镧和氢气的化合物,其在历史上高至约-13°Celsius的高温下进行超导(SN:9/10/18).

现在,预测为科学家推导了由钇和氢的超导体,DiaS 3月18日在APS会议上报告,在与Zurek合作完成的工作中。超导至约-11°C,DiaS的钇 - 氢超导体是已知的最高温度超导体之一。虽然DIAS的碳,硫和氢超导体仍然是温度记录架,但新材料需要显着较低的压力 - 虽然在182种Gigapascals,但它仍然没有简单的挤压。Dias和Zurek还在物理审查信中报告了他们的结果。

高温记录架列表由富含氢气的超导体主导。纯氢气预计将成为挤压时的金属,将是室温超导体的金属(SN:8/10/16).但是,金属氢气要求难以创造的这种极端压力。通过添加另一个元素,例如镧或钇,科学家们创造了类似于难以置信的金属氢的超导体,但在较低的压力下。

现在探讨了氢的所有组合和任何其他单个元素的理论计算,寻找可能的超导体。新的前沿正在计算具有氢的两个元素的组合,例如基于实验发现的碳 - 硫 - 氢化合物。但这任务造成了额外的挑战:从中选择太多元素。“这只是在我们的脸上爆炸,可能的组合的数量,”佐克斯说。尽管如此,一项研究已经建议这种技术将在降低压力方面取得成功。

研究新材料

镧,硼和氢气的组合可以在较低压力下进行超导,在会议上报告的Boeri及其同事,并在Arxiv.org发布于2月22日的纸张上。化学结构类似于由镧和氢气制成的2018超导体的化学结构,其中氢原子的笼围绕镧原子。在新化合物中,硼原子在笼子周围填充一些额外的空间。提供额外的化学压力,Boeri表示,这意味着,如果在实验室中创建了材料,即使外部压力低至40种千兆位,它也可以保持其超导性。所需的预测温度在-147°C下较低,但与大多数超导体相比,这仍然相对温暖。

“我们实际上很惊讶它会以这种方式工作,”Boeri说。通常,化学家希望硼与氢形成键,而不是简单地用作氢笼中的笔。但压力下的化学打破了正常规则。

这就是为什么计算在寻找超导体时计算得如此重要,说Zurek说。在压力下搜索新材料的计算方法可以找到正常直觉,基于环境压力的结构,不会构思。化学结构的数据库不会包括这些材料,“在在计算机上找到它们之前,我们的化学想象也不能梦见它们,”她说。

在他的谈话中,DiaS对他的小组发现的另一个新材料的暗示造成了暗示,其在室温下是超导和显着较低的压力,大约20种千兆卡斯。但由于待定的专利申请,他无法谈论它。

科学家对超导体研究的新发展充满热情。“这只是科学时期最令人兴奋的事情,”爱丁堡大学的物理学家格劳雷梅阿克兰说,他在会议上鼓持了一个会议之一。

DIAVEA设想了硬件商店销售人员将要问的未来,“'你想要超导线或你想要普通的电线?”“他说。“我们希望它能到达那个级别。”


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