Structure du superhydrure de cérium CeH10 synthétisé par les chercheurs et avéré être un supraconducteur à haute température. Crédit :Pavel Odinev/Skoltech
Des chercheurs de Skoltech et leurs collègues chinois ont montré expérimentalement la supraconductivité dans les superhydrures de cérium CeH9 et CeH10, ouvrant la voie à des supraconducteurs à basse pression et potentiellement à température ambiante. L'article a été publié dans la revue Lettres d'examen physique .
La route de la supraconductivité, une propriété physique extrêmement attractive de certains matériaux qui ne perdent pas d'énergie à la chaleur car ils ont une résistance nulle, se trouve à travers un terrain difficile. Il faut soit des températures extrêmement basses (on parle de 135 K, ou moins 138 degrés Celsius, au plus chaud) ou extrêmement haute pression (en 2019, LaH10 s'est avérée devenir supraconductrice à -23 C et 1,7 million d'atmosphères, et en 2020, un composé S-C-H s'est avéré supraconducteur à +15 C et 2,7 millions d'atmosphères). Les scientifiques travaillent à "normaliser" les supraconducteurs, à la recherche de composés qui auraient cette propriété à une température proche de la température ambiante et à une pression un peu moins terrifiante.
Poursuivant la longue quête qui combinait théorie et expérimentation, Skoltech Professeur Artem R. Oganov et Ph.D. l'étudiant Dmitrii Semenok s'est associé à l'équipe des professeurs Tian Cui, Xiaoli Huang (Université de Jilin) et Ph.D. étudiant Wuhao Chen. Cette équipe a démontré la supraconductivité dans le CeH9, un superhydrure de cérium qu'ils avaient découvert plus tôt en 2019, et dans le CeH10 nouvellement synthétisé.
"Les hydrures de cérium sont des composés remarquables. Stables et affichant une supraconductivité à haute température à des pressions plus basses que tout autre superhydrure (environ 0,8 million d'atmosphères), ils servent de point de départ idéal pour approfondir l'étude du mécanisme de la supraconductivité dans ces composés fascinants, et concevoir d'autres supraconducteurs, stable à des pressions encore plus basses, " écrivent les auteurs.
"Auparavant, nous avons établi une relation remarquablement étroite entre le tableau périodique et la supraconductivité des hydrures - et nous pensons que cela ne devrait pas s'appliquer uniquement aux hydrures. Prenez La et Ce - ils sont voisins dans le tableau périodique et forment tous deux des supraconducteurs à haute température. Cependant , il y a des différences :supraconducteurs LaH10 à des températures plus élevées, tandis que CeH10 est stable à des pressions inférieures, ", dit Artem R. Oganov.
Les auteurs soulignent que maintenant les hydrures binaires sont principalement explorés. « Maintenant, nous devons réfléchir soigneusement à la manière de combiner les éléments pour obtenir une supraconductivité à haute température à des pressions inférieures dans les hydrures ternaires. Nous savons quels éléments conduisent à une supraconductivité à haute température et commençons à apprendre lesquels conduisent à la stabilité à des pressions inférieures. notes principales, mais il faut de l'imagination pour les combiner en une mélodie, " ajoute Dmitrii Semenok.