（罗切斯特大学的 Ranga Dias 及其同事宣布发现了一种新的室温超导体（图片提供：Adam Fenster/罗切斯特大学）
在 1 GPa（10 kbar）的压力下，在 20 °C（294 K）的氮掺杂氢化镥中观察到超导性。这种材料是由美国罗切斯特大学的Ranga Dias及其同事制造和研究的，他们声称这一发现带来了希望，即很快就会发现一种在环境条件下具有超导性的材料。
超导体能够在没有电阻的情况下承载电流，因此具有广泛的应用。但是使用超导元件的实际设备，例如磁共振成像机中的磁铁，必须冷却到超低温以确保材料超导。因此，凝聚态物理学家长期以来一直希望开发出在室温下具有超导性的材料，这将削减此类设备的运行成本。
多年来，具有最高超导转变温度的材料是基于氧化铜的“铜酸盐”，当在环境压力下冷却至低于 -130 °C 左右时会发生超导。但随后在 2015 年，德国马克斯普朗克化学研究所和美因茨约翰内斯古腾堡大学的Mikhail Eremets及其同事在 –70 °C的硫化氢样品中观察到超导性，尽管压力约为 150 GPa。
四年后，Eremets 的团队和 美国乔治华盛顿大学的Russell Hemley领导的小组报告了在类似高压下高达约 –20 °C 的温度下的超导性。然后在 2020 年 10 月，Dias 及其同事在《自然》杂志上声称他们发现了硫化氢材料在 15 °C 的温和温度下的超导性。
Dias 的论文登上了头条，并被Physics World列入2020 年年度突破。所讨论的超导体是通过向硫化氢中添加碳然后将样品挤压至 220 GPa 制成的。Dias 的团队发现在大约 260 GPa 时出现 15 °C 的最高超导温度。
然而，人们对这一发现表示担忧，该论文随后于 2022 年 9 月被《自然》杂志的编辑撤回。然而，Dias 和他的同事坚持他们坚持他们的结果。事实上，Dias 说 2020 年的论文已经重新提交给Nature ，他们声称这些新数据验证了早期的工作。
现在，Dias 和他的同事们带着一种新材料回来了，这种材料在室温下超导的压力比以前的努力要小。Dias 的团队用 99% 的氢气和 1% 的氮气的混合气体制造了它，这种混合气体与纯镥样本一起放置在反应室中。将组分在约 200 °C 下反应几天。生成的镥-氮-氢化合物最初是蓝色的。但样品随后在压力下被挤压时变成粉红色，其颜色变化与在 -102 °C 的温度和 0.5 GPa 的压力下超导性的开始相吻合。
科学界期待这次合成将得到非常详细的描述
米哈伊尔·埃雷梅茨
但是当团队将样品压缩到更高的压力时，该团队在 1 GPa 的压力下观察到 20 °C 的最大超导转变温度。因此，他们的材料在如此低的压力下具有有史以来的最高温度。
最终，当材料被压缩超过 1 GPa 时，样品再次变得非超导，并且它的颜色再次发生变化，变成了金属。“这是一种非常鲜亮的红色，”迪亚斯说。“看到这种强度的颜色，我感到很震惊。”
鉴于他们之前工作的争议性，该团队进行了各种测量以证明该相确实具有超导性。特别是，他们记录了电阻，显示它在转变温度下降至零。
研究人员还测量了磁化率，观察到材料会排出磁场线，这是超导体的另一个特征。最后，他们测量了比热，这在转变温度下也显示出特征响应。
然而，作者说，需要进一步的工作来确定样品中氢和氮的确切化学计量及其原子位置。虽然研究人员进行了 X 射线散射以确定样品的晶体结构，但他们无法确定氢原子和氮原子的精确位置，这可以在未来的研究中通过中子散射来解决。
没有参与这项新工作的 Eremets 告诉Physics World ，超导性似乎通过电传输、磁化率、热容量和其他测量得到了“全面证明”。但他承认，通过额外的测试来重现和确认当前的说法“至关重要”。
“[2020] 撤回论文的数据看起来也不错，但所声称的 [室温超导性] 并未在仔细的实验和理论研究中得到重现，”他说。
Eremets 补充说，重要的是作者“提供所有必要的信息和支持以顺利再现”样本和结果。“科学界期待这次合成能得到非常详细的描述，”他说。“如果其他研究人员无法重现合成，那么作者分发样本进行验证就很重要了。”
这项研究在《自然》中有所描述。论文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0