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    高压科学与技术团队研究成果在PRL发表:成功合成了首个被提出的金属笼型氢化物CaH6
    发布日期: 2022-04-26  浏览:
  • 近期,吉林大学物理学院、未来科学国际合作联合实验室的高压科学与技术团队在Physical Review Letters发表题为“High-Temperature Superconducting Phase in Clathrate Calcium Hydride CaH6 up to 215 K at a Pressure of 172 GPa”的研究工作。该工作成功合成了首个被提出的金属笼型氢化物CaH6,能够显著扩大超导材料的研究范围,为将来在更多样化的材料类别中寻找室温超导体提供参考。

    自1911年发现超导电性以来,实现室温超导一直是物理学的最终目标之一。早在2012年,马琰铭教授科研团队就在理论上提出了首个金属笼型氢化物高温超导体CaH6,并指出氢笼结构是提高超导转变温度的关键[PNAS 109, 6463 (2012)]。这一突破性的工作引领了后续一系列稀土(RE)/锕系(AC)元素金属笼型氢化物高温超导体的理论设计与实验发现。然而经过近10年的实验探索,首个金属笼型氢化物CaH6一直没有被实验合成。这不仅阻碍了人们对金属笼型氢化物超导和稳定机理的理解,也阻碍了对非RE/AC元素金属笼型氢化物的进一步设计。

    该工作以单质Ca与BH3NH3为初始反应物,在160 ~ 190 GPa和2000 K的温压条件下成功合成了首个被提出的金属笼型氢化物CaH6,并观测到CaH6在172 GPa下具有215 K的超导转变温度,创造了非RE/AC元素氢化物的最高超导转变温度记录。此外,CaH6在0 K下具有203 T的超导上临界磁场,属于强第二类超导体。该研究工作也对最近高压氢化物超导体领域中出现的部分质疑进行了相关实验分析,为理解氢化物超导做出了实质性贡献。CaH6是迄今为止合成的首个非RE/AC元素金属笼型氢化物,标志着这种特殊结构存在于其他金属氢化物中的可能性。

    相关研究成果近期发表在Physical Review Letters杂志上,第一作者为吉林大学2019级博士研究生马良(未来科学国际合作联合实验室研究生)、2021级博士研究生王奎以及吉林大学谢禹教授。通讯作者为吉林大学王洪波副教授、刘广韬副教授和马琰铭教授。


    Physical Review Letters,2022,DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.167001

    全文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.167001