高轉變溫度超導材料的結構和組份得到確定

　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員亞歷山大·岡察洛夫（Alexander F. Goncharov）和陳曉嘉領導的研究團隊，利用自主搭建的拉曼光譜探測平臺，結合在德國、美國同步輻射光源采集到的結構數據，并與理論模擬專家Artem R. Oganov教授領導的團隊合作，在不同溫度、壓力環境下獲得了五種具有不同組份的高壓相。這一研究工作于5月10日在線發表在《物理評論B》上（vol. 93, no. 174105 (2016)）。

　　超導電性具有重要的應用價值，如利用在臨界溫度附近電阻率隨溫度快速變化的規律可制成靈敏的超導溫度計；利用超導態的無阻效應可傳輸強大的電流，以制造超導磁體、超導加速器、超導電機等。超導體最理想的應用是在城市商業用電輸送系統當中充當電纜帶材，如果超導體能夠在室溫條件下得到應用，用超導電纜進行電輸運，輸電效率在99％以上，可使全世界的發電量增加四分之一以上。因此，尋找室溫超導體，讓超導體擺脫“低溫”的束縛，是超導體走向應用最亟待解決的問題。

　　硫氫體系在200 K超導電性的發現，更是近期凝聚態物理領域的重要事件，這不僅說明傳統意義上的電聲耦合作用仍決定高溫超導電性，在常規體系中仍有可能發現高溫或室溫超導體，更激發了人們對強弱電超導技術在室溫下廣泛應用的期盼，從而帶來像電燈、電話發明那樣的技術革命。然而，這種超導體系在高壓下的超導相仍不清楚，其相關超導機制也有待研究。

　　固體所研究團隊采用與探測到超導電性一樣的實驗路徑，發現在140–150 GPa壓力下具有空間群R3m (或Im-3m)的體心立方相對應其極高的超導電性。而這個相曾被我國吉林大學研究者于去年理論預言。此項研究工作是自硫氫超導體發現以來報道的第五個實驗工作，前三項工作主要是由超導電性發現者本人及其參與者進行的，而近期由我國其他學者機構測量報道的H4S3相實際上并不具有超導特性。因此，此體心立方相的確定對于理解超導相和組份、控制超導性的高壓合成、研究超導機制都具有十分重要的意義。Alexander F. Goncharov和陳曉嘉在意大利羅馬大學舉行的超氫化物前沿會議上對這項研究成果做了邀請報告，與來自硫氫超導體的發現者和此領域的全球研究者一起分享了他們的最新研究進展。

　　研究者所在的中科院合肥研究院固體物理研究所極端環境量子物質中心今年來已有系列重要科學發現，年初該中心的研究人員領導發現了氫在高壓下的第V相，論文發表在1月7日的《自然》上；另外，即將在6月4日出版的《自然》中登載該中心成員關于地球深部極端溫度壓力條件下鐵的熱導測量等相關結果。

圖示：硫化氫在0-150 GPa和180-295K壓力溫度區間內的相變和演化路徑