Un groupe de scientifiques dirigé par Artem Oganov de Skoltech et l'Institut de physique et de technologie de Moscou, et Ivan Troyan de l'Institut de cristallographie de RAS a réussi à synthétiser le décahydrure de thorium (ThH dix ), un nouveau matériau supraconducteur avec la température critique très élevée de 161 kelvins. Les résultats de leur étude, soutenu par une subvention de la Fondation scientifique russe, ont été publiés dans la revue Matériaux aujourd'hui .

Une propriété vraiment remarquable des matériaux quantiques, la supraconductivité est la perte complète de la résistance électrique sous des conditions tout à fait spécifiques, et parfois très dur, conditions. Malgré l'énorme potentiel des ordinateurs quantiques et des détecteurs à haute sensibilité, l'application des supraconducteurs est entravée par le fait que leurs propriétés intéressantes se manifestent généralement à des températures très basses ou à des pressions extrêmement élevées.

Jusque récemment, la liste des supraconducteurs était surmontée d'un cuprate contenant du mercure, qui devient supraconducteur à 135 kelvins, ou -138 degrés Celsius. Cette année, décahydrure de lanthane, LaH dix , établir un nouveau record de -13 C, qui est très proche de la température ambiante. Malheureusement, que le supraconducteur nécessite des pressions approchant les 2 millions d'atmosphères, qui peut difficilement être maintenu dans des applications réelles. Les scientifiques poursuivent donc leur quête d'un supraconducteur qui conserve ses propriétés dans des conditions standard.

En 2018, Alexandre Kvashnine, un chercheur au laboratoire d'Oganov, prédit un nouveau matériau, le polyhydrure de thorium, ou ThH dix —avec une température critique de −32 C, stable sous 1 million d'atmosphères. Dans une étude récente, chercheurs de Skoltech, MIPT, l'Institut de cristallographie et l'Institut de physique Lebedev de l'Académie des sciences de Russie (RAS) ont obtenu avec succès ThH dix et étudié ses propriétés de transport et sa supraconductivité.

Les découvertes de l'équipe ont corroboré les prédictions théoriques, prouver que ThH dix existe à des pressions supérieures à 0,85 million d'atmosphères et présente une incroyable supraconductivité à haute température. Les scientifiques n'ont pu déterminer la température critique qu'à 0,7 million d'atmosphères et l'ont trouvée à -112 C, ce qui est cohérent avec la prédiction théorique pour cette valeur de pression. Cela rend ThH dix l'un des supraconducteurs à haute température ayant battu tous les records.

"Théorie moderne, et en particulier, la méthode USPEX développée par moi-même et mes étudiants, ont encore une fois montré leur incroyable pouvoir prédictif, " a déclaré le professeur Artem Oganov de Skoltech et du MIPT, qui a co-dirigé l'étude. "ThH dix repousse les limites de la chimie classique et possède des propriétés uniques qui ont été prédites théoriquement et récemment confirmées par l'expérience. Notamment, les résultats expérimentaux obtenus par le laboratoire d'Ivan Troyan sont de très haute qualité."

"Nous avons découvert que la supraconductivité prédite en théorie existe à -112 C et 0,7 million d'atmosphères, » a ajouté Ivan Troyan, codirecteur de l'étude. « Compte tenu de la forte cohérence entre la théorie et l'expérience, il serait intéressant de vérifier si ThH dix montrera la supraconductivité jusqu'à -30 C, -40 C et des pressions inférieures comme prévu."

"L'hydrure de thorium n'est qu'un des éléments d'une classe importante et en croissance rapide de supraconducteurs à hydrure, " a déclaré le premier auteur de l'étude, Doctorat Skoltech étudiant Dmitri Semenok. "Je crois que dans les années à venir, La supraconductivité aux hydrures s'étendra au-delà de la gamme cryogénique pour trouver une application dans la conception de dispositifs électroniques."