超导镍时代：这是氢的错

当氢掺入镍结构中时，它不是超导体。

镍应该先制定一个新的超导性时代 - 但这证明了比预期更困难。Tu Wien（维也纳）的科学家现在可以解释原因。

去年夏天，宣布了高温超导性的新时代 - 镍年龄。被发现在特殊类材料中具有有前途的超导体，即即使在高温下也可以在没有任何抗性的情况下传导电流的所谓镍酯。

然而，很快就很明显，斯坦福国初期无法被其他研究群体复制这些初期壮观的结果。Tu Wien（维也纳）现在已经找到了这个原因：在一些碳酸盐中，额外的氢原子掺入材料结构中。这完全改变了材料的电气行为。在新超导体的生产中，现在必须考虑这种效果。

搜索高温超导体

一些材料仅是靠近绝对温度的超导 - 这种超导体不适用于技术应用。因此，几十年来，人们一直在寻找即使在较高温度下也保持超导的材料。在20世纪80年代，发现了“高温超导体”。然而，在这种情况下被称为“高温”，但仍然很冷：甚至高温超导体必须强烈冷却，以获得其超导性能。因此，在更高的温度下继续寻找新的超导体。

“长期以来，特别关注所谓的铜酸盐酯，即含铜化合物。这就是为什么我们也谈到铜时代，“古维恩固态物理研究所举行的卡斯滕教授解释道。“随着这些铜冠，即使在今天的高温超导理论中存在许多开放性问题，也是一个重要的进展。”

但是现在有一段时间，还在考虑其他可能性。已经基于含铁超导体存在所谓的“铁时代”。2019年夏季，Hugrold Y. Hwang的研究小组从斯坦福斯坦福的研究小组随后成功地证明了镍酯的高温超导性。“根据我们的计算，我们已经10年前已经提出了作为超导体的镍酯，但它们与现在发现的不同之处。卡斯滕说，它们与铜酸酯有关，但含有镍而不是铜原子。

氢气的麻烦

然而，在一些初步的热情之后，最近几个月已经变得显而易见的是，镍超导体比最初思考更难以产生。其他研究组报道，它们的炭疽物质没有超导性质。Tu Wien现已澄清了这种明显的矛盾。

“我们在超级计算机的帮助下分析了镍酯，发现它们是非常接受的氢气进入材料，”良性（涂维也纳）报告。在某些碳酸盐的合成中，可以掺入氢原子，其完全改变了材料的电子性质。“然而，这种情况不会发生所有镍酯，”梁思说，“我们的计算表明，对于大多数人来说，它具有良好的掺入氢气，而不是来自斯坦福的镍。合成条件的甚至小的变化也会有所作为。“上周五（24.04.2020）来自Nus新加坡的Ariando Ariando周围的集团可以报告他们也成功地生产超导镍酯。他们让氢气在生产过程中释放立即逃脱。

用超级计算机计算临界温度

在Tu Wien新的计算机计算方法正在开发并用于理解和预测镍酯的性质。“由于大量量子物理粒子同时在这里始终发挥作用，计算非常复杂，”梁思说，“但通过组合不同的方法，我们现在甚至能够估计临界温度各种材料是超导的。这种可靠的计算之前不可能。“

特别是，Tu Wien的团队能够计算镍酯是超导的稳定范围 - 并且现在已经在实验中确认了这种预测。

“高温超导性是一种非常复杂和困难的研究领域，”卡斯滕举行。“新的镍超导体，以及我们的理论理解和计算机计算的预测力量，在固态物理学的大梦中开辟了全新的视角：环境温度的超导体，因此在没有任何冷却的情况下工作。”

参考：“镍超导体中的拓扑氢和Akin无限层氧化物Abo2”由Liang Si，Wen Xiao，Josef Kaufmann，Jan M. Tomczak，Yi Lu，Zhichengzhong和Karsten举行，4月22日，物理评论信件.DOI：
10.1103 / physrevlett.124.166402