元素周期表中的镧元素。
sciencedaily.com网站5月22日报道，《自然》杂志发文称，美国芝加哥大学的研究人员Vitali Prakapenka教授和博士后学者Eran Greenber等利用一种镧系新材料在零下23摄氏度左右实现了超导。该材料的超导温度比之前的研究高出近50摄氏度，创造了高温超导新纪录。虽然该超导现象是在极高压力条件下产生的，但科学家们向着“室温超导”的终极目标又迈出了巨大一步。
就像铜线比橡胶管的导电性更好，某些材料更具有成为超导材料的潜质。超导状态主要包含两个特征：材料对电流的电阻为零，并且不能背磁场穿透。超导技术的潜在用途非常广泛，不论是零电阻电线、超高速超级计算机，还是高效的磁悬浮列车，都让人充满遐想。然而，科学家们之前只能在极低温条件下才能使超导材料表现出超导性——最初是零下240摄氏度，随后提高到了零下73摄氏度。高昂的冷却成本限制了超导材料的进一步应用。
最近的理论预测表明，一种新型的超导氢化物材料有望为高温超导铺平道路。德国马克斯普朗克化学研究所与芝加哥大学合作，制造了镧超氢化物材料，测试了其超导性，并确定了它的结构和组成。现在唯一的问题是，这种材料的微小样品需要在极高的压力下（150~170吉帕，大约是海平面压力的150多万倍），才会在创纪录的高温下表现出超导性。事实上，镧氢材料已经表现出了证实超导性所需的四种特性中的三种：（1）电阻降低了；（2）外磁场下的临界温度降低了；（3）某些元素被不同的同位素取代时，温度会发生变化。第四个特征是迈斯纳效应。在这种效应中，材料会排斥任何磁场。研究人员认为因为材料太小，所以无法观察到这种效应。
在实验过程中，研究人员利用了芝加哥大学附属阿贡国家实验室的先进光子源（APS）来分析新材料。在APS提供的超亮、高能X射线束的帮助下，研究人员成功探测了材料的结构和成分。由于此次超导实验的温度已经显著提高，研究人员对实现室温（至少零摄氏度）超导持乐观态度。研究团队已经在展开继续合作，以寻找能够在合理条件下产生超导性的新材料。Prakapenka说：“我们的下一个目标是降低合成样品所需的压力，使临界温度更接近环境温度。或者甚至能制造出高压下合成，但在常压下仍然具有超导性的样品。我们的团队仍然在继续寻找新化合物，更多有趣的新发现可能就在前方。”
原创 编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：唐林芳
期刊来源：《自然》
期刊编号：0028-0836
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190522141823.htm
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