实现“室温超导”？让子弹再飞一会儿(2)

就在人们对高温超导不抱太大希望的时候，1986年，瑞士的两位科学家在铜氧化物材料中发现了超导现象，并且很快合成了临界温度大于77K（-196℃）的超导材料钇钡铜氧。这类临界温度突破传统理论预言的麦克米兰极限40K（-233℃）的材料被称为高温超导体。

“需要说明的是，这里的‘高温’也只是一个相对的概念。实际上，目前已经进入实用化阶段的高温超导体的临界温度仍然在零下100多摄氏度，远低于室温，需要液氮作为制冷剂运行。”葛军饴强调。

随后，人们相继发现了二硼化镁、铁基超导在内的多个新的超导体系，并尝试通过化学元素掺杂、离子液体调控、电荷转移等方法提高其超导转变温度。但迄今为止，常压下的超导临界温度的纪录仍然由铜氧化物超导体保持。

“尽管高温超导体突破了液氮温度，可以在液氮下使用，且成本很低。但其使用依旧受限。”季鲁补充说，制冷成本和高温超导材料的一些临界参数限制了高温超导的发展。

“发现真正的室温超导体是人们的终极目标。如果室温超导材料出现，那么制冷成本会更低，室温超导材料就会更容易推广。”闻海虎说。

葛军饴表示，室温超导并不是一个新概念，理论研究就曾预言，原子质量最小的氢被金属化后将表现出高达室温的超导临界温度。然而，要使氢变成金属，需要外界施加极大的压力。

直到2017年，金属氢才首次被迪亚斯及其导师在高压下合成，但该实验至今仍无法被其他实验室重复。2020年迪亚斯等人报道的高压下的室温超导也因为数据可靠性存疑以及实验的不可重复性等原因在2022年9月被撤稿。

“此次迪亚斯课题组的研究成果再次引起广泛关注的原因在于，本次报道的室温超导所需要的压力条件比之前的氢化物体系出现超导所需要的压力小得多，只有之前的几百分之一。”葛军饴认为。

未来将如何实现室温超导

由于迪亚斯此次公布的成果降低了实验所需压力，因此世界各地的很多实验室都具备重复试验的条件。

3月15日，闻海虎团队在预印本网站arXiv提交了一篇包括9个作者、长达16页的研究论文，题目是“氮掺杂氢化镥（LuH_2±xN_y）近环境条件下不存在超导性”，直截了当地否定了迪亚斯的研究结论。

“迪亚斯制备样品材料的方案几乎不可行，我们结合自己的条件，以全新的方式进行合成，得到了镥氮氢材料。”闻海虎说。

经X射线衍射仪技术检查后，该材料结构与迪亚斯的样品几乎一致。闻海虎团队随即在6万个大气压以下的不同压力中，对该材料电阻进行了测量，发现温度低至10K时都没有超导现象发生。同时，他们也进行了仔细的磁化测量，发现没有超导所需的抗磁信号。“这些发现足以说明我们制备出来的与迪亚斯团队制备的类似样品中，没有近常压的室温超导电性。”闻海虎说。

季鲁也认同这一结论。“闻海虎团队将氮掺杂氢化镥材料置于1GPa—6GPa的压强环境下，确实在300K左右的温度条件下看到了一些电阻数据的变化，但看起来应该是材料结构的变化。”他说，这种变化可以认定为一种相变，但应该不是超导相变。因此，针对这种截然相反的结果，有两种解释——要么是迪亚斯的实验条件更加苛刻，要么是迪亚斯团队的数据解读有明显错误。

“其实常压下室温超导材料的实现路径，除了迪亚斯这种金属附氢加高压的方向之外，还有很多其他办法。”闻海虎介绍，比如沿着原来铜氧化物超导的方向，也有可能实现常压下的室温超导，这也是国际主流方向。