Thorium decahydride siêu dẫn ở 161 K

Một nhóm nhà khoa học, dưới sự chỉ đạo của Artem Oganov ở Skoltech và Viện Vật lí và Công nghệ Moscow, và Ivan Troyan ở Viện Tinh thể học RAS, vừa thành công trong việc tổng hợp thorium decahydride (ThH10), một vật liệu siêu dẫn với nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn rất cao, 161 kelvin. Nghiên cứu của họ được sự tài trợ của Quỹ Khoa học Nga. Các kết quả công bố trên tạp chí Materials Today.

Là một tính chất thật sự đáng chú ý của các vật liệu lượng tử, sự siêu dẫn là sự biến mất hoàn toàn của điện trở dưới các điều kiện khá đặc biệt, và thỉnh thoảng rất khắt khe. Bất chấp tiềm năng to lớn đối với các máy tính lượng tử và các detector siêu nhạy, việc ứng dụng các chất siêu dẫn vấp phải thực tế là các tính chất đáng giá của chúng thường chỉ biểu hiện ở nhiệt độ rất thấp hoặc áp suất cực kì cao.

Mãi cho đến gần đây, danh sách các chất siêu dẫn được dẫn đầu bởi một cuprate chứa thủy ngân, nó trở nên siêu dẫn ở 135 kelvin, hay -138 độ Celsius. Trong năm nay, lanthanum decahydride, LaH10, lập kỉ lục mới ở -13 C, rất sát với nhiệt độ phòng. Đáng tiếc là chất siêu dẫn đó đòi hỏi áp suất gần 2 triệu atmosphere nên khó duy trì trong các ứng dụng thực tế. Do đó, các nhà khoa học tiếp tục cuộc tìm kiếm của họ hướng tới một chất siêu dẫn giữ được các tính chất của nó ở các điều kiện chuẩn.

Cấu trúc tinh thể của thorium decahydride

Cấu trúc tinh thể của thorium decahydride, ThH10.

Năm 2018, Alexander Kvashnin, một nhà nghiên cứu tại phòng lab của Oganov, đã dự đoán một vật liệu mới – thorium polyhydride, hay ThH10 – với nhiệt độ chuyển pha -32 C, sẽ bền dưới áp suất 1 triệu atmosphere. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu từ Skoltech, MIPT, Viện Tinh thể học và Viện Vật lí Lebedev thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga (RAS) vừa thành công thu được ThH10 và nghiên cứu các tính chất truyền cùng sự siêu dẫn của nó.

Kết quả của đội nghiên cứu chứng thực cho các dự đoán lí thuyết, chứng tỏ rằng ThH10 tồn tại ở các áp suất trên 0,85 triệu atmosphere và biểu hiện sự siêu dẫn nhiệt độ cao. Các nhà khoa học trong nhóm chỉ có thể xác định nhiệt độ chuyển pha ở 0,7 triệu atmosphere và tìm thấy nó bằng -112 C, phù hợp với dự đoán lí thuyết cho giá trị áp suất đó. Điều này biến ThH10 thành một trong những chất siêu dẫn nhiệt độ cao phá kỉ lục.

“Lí thuyết hiện đại, và đặc biệt, phương pháp USPEX do tôi và các học trò của mình phát triển, lại phô trương sức mạnh dự đoán bất ngờ của chúng,” lời của giáo sư Artem Oganov. “ThH10 đẩy lùi biên giới của hóa học cổ điển và có các tính chất độc đáo đã được lí thuyết dự báo và mới được xác thực bằng thí nghiệm. Đáng chú ý nhất đó là các kết quả thí nghiệm thu được bởi phòng lab của Ivan Troyan có chất lượng rất cao.”

“Chúng tôi phát hiện thấy sự siêu dẫn đã được dự đoán trên lí thuyết đó thật sự tồn tại ở -112 C và 0,7 triệu atmosphere,” lời của Ivan Troyan. “Với sự nhất quán cao giữa lí thuyết và thí nghiệm như thế, hẳn người ta sẽ rất hào hứng kiểm tra xem ThH10 có biểu hiện siêu dẫn ở nhiệt độ lên tới -30 C, -40 C và áp suất thấp hơn dự đoán hay không.”

“Thorium hydride chỉ là một trong các vật liệu thuộc một họ chất siêu dẫn hydride vốn đông đúc và mở rộng nhanh chóng,” nghiên cứu sinh Dmitry Semenok, tác giả đứng tên đầu của nghiên cứu cho biết. “Tôi tin rằng trong những năm sắp tới, sự siêu dẫn hydride sẽ mở rộng ra khỏi phạm vi nhiệt độ rất thấp để có ứng dụng trong thiết kế các dụng cụ điện tử.”

Tham khảo: Dmitry V. Semenok et al. Superconductivity at 161 K in thorium hydride ThH10: Synthesis and properties, Materials Today (2019). DOI: 10.1016/j.mattod.2019.10.005

Nguồn: PhysOrg.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com