自1911年超導(dǎo)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，室溫超導(dǎo)是人們孜孜以求的目標(biāo)。然而，基于電-聲耦合機(jī)制的常規(guī)超導(dǎo)體，其超導(dǎo)臨界溫度（Tc）通常很難超過(guò)麥克米蘭極限~40K。20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的銅氧化物高溫超導(dǎo)體為實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)帶來(lái)希望，但是經(jīng)過(guò)30多年的研究，最高Tc（常壓下~134K，高壓下~164K）很難進(jìn)一步提高，而且非常規(guī)超導(dǎo)機(jī)理至今仍懸而未決。根據(jù)BCS理論，人們預(yù)期，如果在高壓下獲得金屬氫或高度富氫材料可能會(huì)實(shí)現(xiàn)高溫甚至室溫超導(dǎo)。近年來(lái)，按照這一思路，在理論設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)合成富氫高溫超導(dǎo)體方面取得進(jìn)展，2014年發(fā)現(xiàn)硫化氫在高壓條件下呈現(xiàn)出Tc=203K的高溫超導(dǎo)電性，打破此前銅氧化物高溫超導(dǎo)體保持的紀(jì)錄，激發(fā)了人們探索室溫超導(dǎo)的熱情。2019年，德國(guó)、美國(guó)的兩個(gè)研究組分別獨(dú)立報(bào)道，超高壓下合成的籠型富氫材料LaH_10+δ具有Tc=250-260K的近室溫超導(dǎo)，在國(guó)際上引起關(guān)注。然而，由于LaH_10+δ及相關(guān)富氫超導(dǎo)材料的研究涉及兆巴（百萬(wàn)大氣壓）超高壓條件下的原位高溫合成和低溫電輸運(yùn)測(cè)量，對(duì)高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)提出較高的要求。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心極端條件物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室EX6課題組副研究員洪芳、于曉輝與研究員程金光，中科院院士、物理所超導(dǎo)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員趙忠賢，以及北京高壓科學(xué)研究中心研究員楊留響合作，克服各種高壓技術(shù)難點(diǎn)，通過(guò)在70微米的金剛石對(duì)頂砧臺(tái)面上手工布置標(biāo)準(zhǔn)四電極引線，采用氨硼烷作為氫源，利用激光加熱使其分解產(chǎn)生氫氣并與放置在金剛石對(duì)頂砧壓腔內(nèi)的La金屬薄片反應(yīng)。通過(guò)調(diào)節(jié)激光加熱溫度，在165GPa，1700K加熱得到Tc≈240-250K的LaH_10+δ。通過(guò)不同磁場(chǎng)下的電阻測(cè)試，進(jìn)一步確認(rèn)LaH_10+δ的高溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)變（圖1）。

　　該研究重復(fù)出之前德國(guó)、美國(guó)研究組發(fā)現(xiàn)的LaH_10+δ高溫超導(dǎo)體，并發(fā)展了利用金剛石對(duì)頂砧開(kāi)展兆巴高壓下的原位激光加熱與標(biāo)準(zhǔn)四電極電阻測(cè)試技術(shù)。該實(shí)驗(yàn)路線相對(duì)簡(jiǎn)單、易于推廣，有助于推動(dòng)超高壓下富氫高溫超導(dǎo)材料的探索研究。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Chinese Physics Letters上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）、國(guó)家自然科學(xué)基金委、北京市自然科學(xué)基金和科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持。此外，相關(guān)實(shí)驗(yàn)使用了在建的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置的部分高壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

　　論文鏈接 

　　左圖為激光加熱前后的樣品和電極對(duì)比圖，右圖為升降溫過(guò)程測(cè)試的電阻數(shù)據(jù)顯示出超導(dǎo)轉(zhuǎn)變；插圖為不同磁場(chǎng)下的電阻數(shù)據(jù)，顯示超導(dǎo)轉(zhuǎn)變隨磁場(chǎng)增加而逐漸向低溫移動(dòng)