如果超導材料能夠在環境溫度和壓力條件下存在，其表現出的零電阻現象將具有巨大的應用潛力。盡管幾十年來進行了大量的研究，但這種狀態尚未實現。在環境壓力下，銅鹽是在最高臨界超導轉變溫度（Tc）下表現出超導性的材料，高達約133?K。在過去十年中，以氫為主的合金的高壓“化學預壓縮”引領了對高溫超導性的研究，證明Tc在兆巴壓力下接近二元氫化物中水的冰點。三元富氫化合物，如碳硫氫化物，提供了更大的化學空間，可以潛在地改善超導氫化物的性能。

來自美國羅切斯特大學的Ranga P. Dias等研究者報道報道了氮摻雜的氫化镥的超導性證據，在10K?kbar時最大Tc為294?K（21℃），實現了室溫和接近環境壓力下的超導性。相關論文以題為“Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride”03月08日發表在最新一期Nature上。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0

該化合物是在高壓高溫條件下合成的，然后在完全恢復后，沿著壓縮路徑檢測其材料和超導性能，包括有或無外加磁場的溫度相關電阻、磁化（M）與磁場（H）曲線、交流和直流磁化率以及熱容測量。X射線衍射（XRD）、能量色散X射線（EDX）和理論模擬為合成材料的化學計量提供了一些見解。然而，需要進一步的實驗和模擬來確定氫和氮的精確化學計量以及它們各自的原子位置，以便進一步了解材料的超導狀態。

圖1. 近環境壓力下镥-氮-氫的超導性

圖2. 镥-氮-氫體系的溫度依賴性和場依賴性電阻及V-I行為

1911年，荷蘭萊頓大學的卡末林-昂內斯意外地發現，將汞冷卻到-268.98℃時，汞的電阻突然消失；后來他又發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性，由于它的特殊導電性能，卡末林稱之為超導態。卡茂林由于他的這一發現獲得了1913年諾貝爾獎。人們把處于超導狀態的導體稱之為“超導體”。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻，電流流經超導體時就不發生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流，從而產生超強磁場。超導材料和超導技術有著廣闊的應用前景。但是目前超導材料實現的溫度都很低，難以實現室溫超導，因此其應用也受到了極大限制，但科學家們從未停止探索！

在2020年10月，還是美國羅徹斯特大學Ranga P. Dias教授團隊報道了光化學轉變的碳質硫氫化物體系中的超導性，壓力為267 GPa時，最高超導轉變溫度為287.7K(約15攝氏度)。這項研究工作以“Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride”為題發表在《Nature》上。遺憾的是，由于其他研究學者無法重復其實驗，這篇Nature在2022年9月被撤稿了。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z

室溫超導材料一直是百年來科學家在不斷攀登的珠穆朗瑪峰，其具有極大的潛在應用價值。相信在科學家的努力下，超導研究會取得越來越大的進步。

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