Des chercheurs de l'Université de Bayreuth ont réalisé une avancée scientifique significative en identifiant de nouveaux composés yttrium-hydrogène, une découverte qui a de sérieuses implications pour la recherche sur la supraconductivité à haute pression. La supraconductivité à haute pression fait référence à la propriété des matériaux de devenir supraconducteurs, ce qui signifie qu'ils conduisent le courant électrique sans résistance lorsqu'ils sont exposés à certaines conditions de pression. L'étude est publiée dans Science Advances .
Plusieurs superhydrures de terres rares sont connus pour être des supraconducteurs proches de la température ambiante et à haute pression. Les matériaux supraconducteurs permettent au courant de circuler sans aucune résistance. Dans la plupart des cas, ce sont des produits de réactions chimiques réalisées dans des cellules à enclume de diamant à des pressions et des températures extrêmes.
Leur phase et leur composition chimique sont souvent inconnues, ce qui rend les allégations de supraconductivité pas tout à fait justifiées, tout comme la température critique mesurable (TC ), qui est la température en dessous de laquelle la résistivité électrique du matériau tombe à zéro, dépend de nombreux facteurs, notamment la pureté de la phase de l'échantillon et la teneur en hydrogène des hydrures. Par conséquent, l’existence de supraconducteurs à haute pression à température proche de la pièce est toujours à l’étude.
L'utilisation de la méthode moderne de diffraction des rayons X sur monocristallins synchrotron à partir d'échantillons microcristallins multiphasés, développée dans le groupe du professeur Natalia Dubrovinskaia et du professeur Leonid Dubrovinsky de l'Université de Bayreuth, a permis de comprendre la complexité chimique et la richesse du système yttrium-hydrogène dans des conditions de haute pression et de haute température.
À des pressions allant jusqu'à environ 170 GPa, Ph.D. l'étudiante Alena Aslandukova et ses co-auteurs ont identifié cinq nouveaux hydrures d'yttrium dotés de structures uniques. Ces composés ont été synthétisés dans des cellules à enclume de diamant grâce au chauffage laser d'échantillons Y-H (yttrium avec du borane ammoniacal riche en hydrogène ou de l'huile de paraffine) jusqu'à 3 500 K.
La diffraction des rayons X sur monocristal fournit des informations précieuses sur la disposition des atomes d'yttrium dans les structures cristallines de ces phases nouvellement découvertes. La teneur en hydrogène a été estimée à l'aide de relations empiriques et de calculs ab initio qui ont révélé la composition spécifique de chaque composé, pointant vers la richesse du système Y-H et la diversité des hydrures d'yttrium dans des conditions de haute pression.
"L'étude met l'accent sur la complexité du système yttrium-hydrogène et son caractère multiphasique à haute pression", explique Aslandukova. "Les résultats apportent une contribution significative à notre compréhension du comportement des matériaux dans des conditions extrêmes et de la nature des hydrures potentiellement supraconducteurs."
Plus d'informations : Alena Aslandukova et al, Diverses produits chimiques à haute pression dans les systèmes d'huile Y-NH 3 BH 3 et Y-paraffine, Science Advances (2024). DOI :10.1126/sciadv.adl5416
Informations sur le journal : Progrès scientifiques
Fourni par l'Université de Bayreuth
