记者从中国科学院物理研究所获悉，该所北京凝聚态物理国家研究中心科研团队在分子型氢化物超导体研究中获得重要进展，相关成果已在国际物理学权威期刊《物理评论快报》发表。
此次研究突破在于发现了一种全新类型的超导材料。
科研团队以金属铋和固态氢源氨硼烷为原料，借助自主研发的高压原位激光加热系统和高压低温电输运测试平台，在150至170吉帕斯卡的极端压力和约2000开尔文的高温环境下，成功制备出新型铋氢化合物。
经同步辐射X射线衍射分析和晶体结构搜索技术验证,该化合物为具有特殊空间群结构的二氢化铋。
这种新材料呈现出独特的微观构型。
研究显示,二氢化铋具备由铋原子构成的开放通道框架,通道内部填充着类似氢分子的单元结构,形成了新颖的主客体分子型金属氢化物。
这种结构设计打破了以往超导氢化物的常规模式,为材料科学提供了新的设计理念。
实验测试数据表明,该化合物在约163吉帕斯卡压力条件下,超导临界温度达到62开尔文。
这是科学界首次在金属二氢化物类型材料中观察到超导现象,填补了该领域的研究空白。
理论计算进一步揭示了其超导机理的独特性:与传统共价型或笼型氢化物依赖氢元素贡献电子不同,二氢化铋费米面附近的电子态密度主要由铋原子的价电子主导。
深层次分析显示,这种材料的高温超导性源于两方面协同作用。
一是铋原子低频振动产生的电声耦合效应,二是类氢分子单元中频振动带来的较高对数平均声子频率。
两种机制相互配合,使得氢含量相对较低的材料实现了较高的超导临界温度,这为降低超导材料制备成本、优化材料性能指标提供了新思路。
此项研究成果的取得,离不开我国在基础科研领域的持续投入。
该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国科学院战略性先导科技专项的联合支持,体现了国家科技创新体系对前沿基础研究的有力保障。
从技术路径看,研究团队自主搭建的实验平台发挥了关键作用。
高压原位激光加热系统能够精确控制极端条件下的化学反应过程,高压低温电输运测试平台则可准确测量材料在复杂环境下的物理性质。
这些自主研发的科研设备不仅支撑了本次研究,也为后续相关领域探索奠定了技术基础。
业内专家认为,这一发现对超导材料研究具有重要启示意义。
长期以来,科学界致力于寻找室温超导材料,而氢化物被视为最有希望的候选体系之一。
二氢化铋的发现证明,通过调控材料组分和结构,在相对较低的氢含量条件下同样可能实现高温超导,这为材料设计提供了更广阔的选择空间。
展望未来,这类新型分子型金属氢化物有望成为超导研究的重要方向。
随着合成技术的进步和理论认识的深化,科研人员或将在更多元素组合中发现类似现象,推动超导临界温度不断提升,最终为实现常压室温超导这一重大科学目标积累关键知识和技术储备。
从液氮温区到近室温超导的漫漫征途上，中国科学家正以原创性突破不断刷新认知边界。
这项兼具基础研究价值与工程应用前景的成果，既彰显了我国在极端条件物质科学领域的建制化攻关能力，也为全球超导研究开辟了新的可能性。
当基础研究的"从0到1"持续积累，人类距离超导技术大规模应用的时代或将不再遥远。