创纪录的室温超导体可以促进量子计算机芯片

有一天，公司可以制造出在室温下工作的超导量子计算机芯片一种来自美国研究人员的新材料．Ranga迪亚斯来自罗彻斯特大学的研究人员和同事们制造出了一种材料，这种材料在21°C和小于现有高温超导体压力1%的条件下具有超导性。“最令人兴奋的是压力，”迪亚斯说manbetx手机客户端3.0化学世界。“就连我都不认为这是可能的。”

在一起Ashkan Salamat在拉斯维加斯内华达大学(University of Nevada, Las Vegas)的研究小组中，科学家们说，他们的氮掺杂氢化镥的电阻在室温下降至零。制造室温零电阻材料是很困难的化学“圣杯”并且可以通过减少5%的电力在电网中以热量的形式损失来对抗气候变化。

然而，迪亚斯和萨拉马特的团队还不能完全确认这种新材料的结构。由于氢原子很小，它们不容易衍射x射线，而x射线是用来计算物质成分的。这是一个重要的保留，考虑到该团队之前的高温超导体论文的出版商撤回了它．

有几个团队正致力于在两个微小的钻石尖端之间的高压下，在富氢材料中实现室温超导。金刚石砧单元(dac)通过简单地拧几个螺丝就能达到令人难以置信的高压。在2010年代，这些高压使材料包括硫化氢和氢化镧超导:在室温附近变得超导然而迪亚斯指出，两颗钻石尖端之间可能的最大样品直径约为250微米，远远不能实现超导电缆。

掺杂的赢家

2020年，迪亚斯和同事们制造了一种碳-氢-硫材料，他们声称在15°C时具有超导性。碳掺杂有助于增强和硬化材料，防止其结构在高温下断裂，并帮助电子配对，这是超导性的关键要求．然而，这只发生在155万倍于地球大气的压力下，即155GPa。由于研究人员分析数据的方式不规范，这一发现受到了密切的审查，后来被撤销。科学家们现在正在重新提交未经处理的原始数据。

在那篇论文发表时，研究人员受到了成功的超导系统的启发，该系统包含了像镧和钇这样的小原子核原子。他们想探索其他镧系元素，但意识到它们的电子结构可能会干扰它们的超导性质。具体来说，他们想要避免部分填充的4f电子层，所以选择了镥，它有一个完整的4f电子层。为了模仿碳掺杂硫化氢所取得的成功，他们探索了氮作为给电子掺杂剂。

该团队首先在DAC中制作了这种新材料。他们在钻石之间放置了直径100微米的镥箔，然后将其包围在99:1的氢:氮混合物中。科学家们将压力调至2GPa，并在65℃的烤箱中加热DAC过夜，产生了一种在正常条件下呈蓝色的材料。当他们再次增加压力时，材料在0.3GPa时变成粉红色，这时它也开始具有超导性。到1GPa时，材料呈红色，临界温度(T_c)，低于21°C是超导的。

还有很多问题

Dias说，1GPa是研究人员在使用“应变工程”来调制石墨烯等二维材料的特性时使用的压力范围。他补充说:“现在我们在这个地区，实际上可以使用这些商业上可用的标准技术。”虽然这样的芯片还不能改变电力传输，但它们可以用于量子计算。在超导体量子比特或量子位中，缺乏电阻意味着它们不会以热量的形式将信息传递给周围环境。此外，驻留在超导体中的电子占据了量子计算可以控制和测量的有限数量的量子态。不同类型的压力电池也可以达到1GPa范围，同时容纳略大的样品。

为米哈伊尔·Eremets来自德国美因茨马克斯·普朗克化学研究所，他的团队首次在高温下产生了超导的硫化氢，这项工作的可重复性是“至关重要的”。他的团队复制了Dias和Salamat团队之前的材料，但没有相同的表现。他对看似简单的制备条件感到鼓舞，但对论文中称合成“极其复杂”的“令人担忧”的说明感到担忧。他补充说:“我希望并发现重要的是，这一次作者和杂志将提供所有必要的信息和支持，以顺利复制样本和结果。”

当被问及自然对于这个最新的发现，杂志采取了什么特别措施吗说它对所有报纸都适用同样的编辑原则。

Eva Zurek来自美国布法罗大学(University of Buffalo)的他表现出谨慎的热情。她说:“如果正确的话，这项工作将是非常令人兴奋的，并为环境压力、环境温度超导的圣杯开辟了一条道路。”“然而，这个实验还需要重复和验证。此外，还有许多问题需要回答，包括超导材料的结构。

与此同时，迪亚斯指出，他的团队现在已经在美国莱蒙特阿贡国家实验室的现场观众面前复制了这篇2020年的论文。该团队还在美国厄普顿的布鲁克海文国家实验室进行了额外的测量，以展示碳掺杂系统是如何在观众面前工作的。“我们把所有这些新数据和旧数据放在一起，我们写了论文，提交给了自然迪亚斯说，目前正在审查。