「重大消息」-23摄氏度超导！德国科学家再次打破高温超导记录。

这一突破是由德国马克斯普朗克化学研究所的MikhailEremets及其同事取得的，他们在250K的温度下实现了LaH10的超导性。这一成就使我们非常接近室温超导。

米哈伊尔埃雷梅茨摄

人类追寻的“圣杯”

众所周知，超导是一种奇怪的零电阻现象，当导电材料的温度接近绝对零时，表现出由于物体分子的热运动而使材料的电阻趋近于零的性质。超导有几个重要的实际应用，例如医院的核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等。然而，长期以来超导体广泛应用的主要瓶颈是最好的超导体需要液氦。或者，液氮在使用前必须冷却。

研究人员追求的“圣杯”是一种能够在0附近实现超导的材料，即室温超导材料。如果发现这种材料，就可以创造各种新技术，例如高速计算机和数据传输。

室温超导研究一直是物理学领域的热门话题，也是一个大难题。

目前，超导研究的两个主要方向是新型超导材料的发现和超导现象原理的阐明。其中，1911年至1986年在提高超导临界温度的过程中取得了一些进展，但此后就不再谈论温度了。此时数量为232K。

在原理探索方面，1957年由三位美国科学家约翰巴丁、莱昂尼尔库珀和约翰罗伯特施里弗提出的BCS超导理论填补了一项重大空白，也共同获得了1972年的诺贝尔物理学。基于这一理论，科学家麦克米伦提出，超导转变温度可能存在一个上限，一般认为不超过40K。这就是历史上著名的麦克米伦极限。

随后，许多科学家突破了麦克米伦极限，开始寻找超导温度超过40K的“高温超导体”。

1986年初，两位欧洲科学家发现了铜酸盐超导体，从而取得了突破。它们被称为高温超导体，因为它们的Tc非常高，可以超过麦克米伦极限许多倍。但也才40k出头，距离实际室温还有一段距离。

如今，中科院物理研究所也为铜酸盐超导研究做出了巨大贡献。科学家在上首次宣布独立发现了液氮温度范围内的铜酸盐超导体，其元素成分为Ba。-Y-铜。中国科学院今天公布的“改革开放40年中国科学院40项重要科技成果”中，高温超导位列第一。

当然，高温超导新理论仍需谨慎对待。但高温超导记录被打破的最新消息值得更详细地研究。

他两次刷新室温超导领域的新纪录。

在他们的研究中，Eremitz和他的同事表示，他们在250开尔文的相对较高温度下观察到了氢化镧LaH10的超导效应。

这些温度比目前的北极温度高得多。“我们的研究向室温超导迈出了重要一步，”该团队表示。值得注意的是，所研究的样品必须承受巨大的压力才能发生超导，即170吉帕斯卡，大约是地心压力的一半。

埃雷米茨在这一领域拥有令人自豪的研究历史。2014年，他打破了高温超导记录。当时，他的团队能够在-80C下测量硫化氢的超导活性，比其他测试材料高10C。

随后他将这一记录推至-70C，并于2015年8月在《自然》杂志上发表了结果。当研究人员将硫化氢样品置于约150万个大气压的极高压力下并将其冷却至零下70C时，这些硫化氢样品表现出零电阻和迈斯纳效应，这是超导的典型迹象。

这引发了超导研究的热潮。华盛顿特区海军研究实验室的伊戈尔马津(IgorMazin)将硫化氢的发现描述为“超导体的圣杯”。

但真正让物理学家感到惊讶的是超导材料的特性。

使用传统超导体很容易理解超导性。传统超导体的超导特性很容易理解。正离子的刚性晶格是漂浮在电子海中的正离子的刚性晶格。当电子穿过晶格并因与晶格碰撞而减慢时，就会产生电阻。当晶格冷却到一定程度时，就会发生超导性，此时晶格变得足够坚硬，可以让机械声波作为行波通过它。这些波动在通过扩散时使晶格变形。电子可以毫无障碍地“冲浪”这种转变，形成超导电流。

事实上，在低温下，电子结合在一起形成所谓的库珀对。正是这些库珀对在晶格中的“冲浪”形成了超导特性。

随着温度升高，库珀对断裂，超导性消失。发生这种变化的温度称为“临界温度”。

2014年之前，这种传统超导现象的最高临界温度约为40k，即-230C。事实上，当时的许多物理学家认为，这种超导性在更高的温度下是不可能的。

硫化氢是一种传统的超导体，许多人认为在更高的温度下不可能实现超导特性，这就是埃雷米茨的发现如此特别的原因。

埃雷米茨引发了一场激烈的理论争论，以解释超导性是如何产生的。在硫化氢中，共识是当温度降至临界水平以下时，氢离子形成携带库珀对的零电阻晶格。

这可能在高温下发生，因为氢很轻。这意味着晶格可以在高温下高速振动。然而，光栅必须牢固地固定到位，以防止其因振动而撕裂。这就是为什么超导性只能在高压下发挥作用。

从那时起，人们进行了大量的理论和计算工作来预测其他材料是否可以在高温下以同样的方式成为超导体。一种可能的材料是氢化镧，埃雷米茨和他的同事一直在研究这种材料。

高压下的室温超导有望在不久的将来实现。

这一发现不仅是埃雷米茨和他的团队的胜利，也是预测它的理论方法的胜利。Eremitz及其同事表示“这一进步比之前的203k记录高出约50k，表明高压（即273k）下的室温超导在不久的将来确实是可能的。”

但仍有工作要做。该行业的物理学家需要三个独立的证据才能确信超导确实发生了。首先，电阻特性随着温度降低而劣化。埃雷米茨证明了这一点。

第二个证据是样品中的元素可能被较重的同位素取代。这导致晶格以不同的速率振荡，临界温度也相应变化。Eremicz和同事用氘替换样品中的氢，发现临界温度下降到了168k，正如预期的那样，他们也得到了这方面的证据。

第三个证据称为迈斯纳效应。超导体必须排除磁场。埃雷米茨和他的同事们一直在努力解决这个题。还有其他磁性证据，但样本太小（只有几微米宽）并且位于高压金刚石砧内部，研究人员无法直接测量。

如果没有最后一个特征，物理学家就不会完全接受这个结果。但他们的团队正在努力获取第三项证据。

与此同时，这项研究开辟了其他明显的途径。计算模型表明，超氢化钇可以在30万以上的室温下实现超导，尽管所需的压力仅在地核中常见。

因此，一种或另一种室温超导体的出现可能并不遥远。到那时，我们的题将是如何最好地利用它。

一、现在超导最高多少度？

1-超导体通常具有非常低的温度。2-这是因为超导体的超导特性只能在低温下表现出来。超导体的临界温度通常低于几开尔文，甚至接近绝对零。3-超导体温度的下限主要受材料性能和制造工艺的。目前发现的高温超导体的临界温度达到138K左右，但大多数超导体的临界温度仍低于几十K。为了实现超导性能，超导体必须冷却到低温状态，这给其应用和实际应用带来了一定的挑战。

二、低温超导和高温超导的区别？

差异如下

低温超导体需要接近绝对零的温度才能实现超导。

高温超导体可以在液氮温度下实现超导状态，与绝对零温度相比，液氮温度被认为是高温。

高温超导是指在-196摄氏度的液氮环境中发生超导的现象。

超导体的发现与低温勘探密切相关，而低温采集则始于气体液化技术。热力学的进步对人们关于获得低温和绝对温度存在的想法产生了重大影响。这时，人们发现纯金属的电阻随着温度的降低而降低。

三、高温超导材料有哪些？

一种具有高临界转变温度的超导材料，可以在液氮温度下工作。由于它主要是氧化物材料，因此又称为高温氧化物超导材料。高温超导材料不仅具有较高的超导转变温度，而且大多由以铜为主的多金属氧化物组成，氧含量不确定，并具有陶瓷特性。氧化物中的金属元素可以有多个价态，化合物中的大多数金属元素在一定范围内可以完全或部分被其他金属元素取代而不丧失超导性。此外，高温超导材料具有明显的层状二维结构，其超导性能具有高度各向异性。

此次发现的高温超导材料根据成分不同分为含铜材料和含铜材料。含铜超导材料包括镧钡铜氧化物系、钇钡铜氧化物系、铋锶钙铜氧化物系、铊钡钙铜氧化物系-Tc=125K-、铅锶钇铜氧化物系。主要的非铜超导体是钡钾铋氧化物系。迄今为止制备的高温超导材料包括单晶、多晶块体材料、金属复合材料和薄膜。高温超导材料具有高临界磁场，有潜力在液氦以外的温度范围内实现强大的电气应用。