實現(xiàn)室溫超導是超導學術(shù)界和工業(yè)界夢寐以求的終極目標。借助高壓技術(shù)，創(chuàng)紀錄的超導轉(zhuǎn)變溫度200 K和250 K分別在新型硫氫化物H3S和鑭氫化物LaH10上得以實現(xiàn)，因此富氫化合物被認為是室溫超導體的最佳候選體系。為了在富氫化合物中繼續(xù)尋找潛在的高溫超導體，同時探究鑭系金屬原子在超導轉(zhuǎn)變中的作用，研究人員選取鐠單質(zhì)與不同的氫源，分別在“冷壓”和“熱壓”兩個路徑下合成了多種新型鐠氫化合物。其中，立方相-PrH9和六角相-PrH9均具有與LaH10、CeH9相似的氫籠構(gòu)型，原位高壓電阻測量結(jié)果顯示其可能的超導轉(zhuǎn)變溫度低于9 K。通過進一步的理論計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)鐠氫化物中磁有序和電聲相互作用在極接近的壓力范圍內(nèi)共存，這可能是導致其超導轉(zhuǎn)變溫度較低的原因。本工作的研究結(jié)果表明，La-Ce-Pr系列氫化物的超導轉(zhuǎn)變溫度隨La-Ce-Pr元素的原子量增加而下降，鑭系非氫元素的加入不僅為“金屬氫”的晶格提供電子穩(wěn)定了氫籠構(gòu)型，而且在決定超導轉(zhuǎn)變溫度中也發(fā)揮著極為重要的作用。該成果為高壓下設(shè)計及制備新型超氫化合物及高溫超導體提供了新的研究思路。
該研究成果共同第一作者為吉林大學超硬材料國家重點實驗室周迪博士、Skolkovo科學技術(shù)研究院Dmitrii V. Semenok博士及吉林大學物理學院段德芳教授，通訊作者為吉林大學物理學院崔田教授、黃曉麗教授及Skolkovo科學技術(shù)研究院Artem R. Oganov教授。該工作得到了國家自然基金委項目、上海光源同步輻射BL15U1線站、北京同步輻射光源4W2線站的大力支持。
