جامعة جيلين تحقق تقدمًا هامًا في أبحاث الموصلية الفائقة القائمة على الهيدروجين

أحرزت مؤخرًا مجموعة الأستاذ تشونغ شين من كلية الفيزياء في جامعة جيلين، تقدمًا محوريًا في مجال التنبؤ بالهياكل عالية الضغط وتجارب البحث المرتبطة بالهيدريدات الثلاثية La–B–H، وقد نُشرت نتائج البحث ذات الصلة عبر الإنترنت في مجلة دولية مرموقة “مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية”. ويمهد ذلك الطريق لمسار جديد للبحث التطبيقي في مواد فائقة التوصيل الحرارية المعتمدة على الهيدروجين. وبفضل أدائها الفيزيائي المتميز، أصبحت الموصلات الفائقة الهيدروجينية عالية الضغط محورًا رئيسًا للاهتمام عالميًا في أبحاث الموصلية الفائقة. فمن الاكتشاف المتتابع لمواد مثل H3S إلى LaH10، جرى باستمرار توسيع حدود أبحاث الموصلية الفائقة الحرارية، غير أن هذه المواد لا يمكن أن تستقر وتوجد إلا تحت ضغوط شديدة الارتفاع، ما يعوق بشدة التطبيق العملي على أرض الواقع. لذلك، أصبح تطوير هيدريدات فائقة التوصيل الحرارية جديدة المعتمدة على الهيدروجين تحت ضغوط أقل نسبيًا، موضوعًا أماميًا عاجلًا يتعين التغلب عليه في هذا المجال. ويُنظر إلى إدخال عنصر خفيف ثالث ضمن الهيدريدات الثنائية باعتباره اتجاهًا رئيسيًا لتحقيق اختراق لهذه المعضلة. وبالنظر إلى نظام La–B–H الذي تتميز فيه أسطح الطاقة الكامنة بالتعقيد وتكمن صعوبة البحث في غاية كبيرة، ابتكرت المجموعة استراتيجية تعاونية تجمع بين توصيف تجارب الضغط العالي وتسريع التنبؤ بالهياكل البلورية عبر التعلم الآلي، محققة اختراقًا كبيرًا. في التجارب، نجحت المجموعة في تحضير طور P21/m-LaB2H7 المستقر حراريًا عند ضغوط تتراوح بين 145-158GPa، وتطابقت بالكامل بيانات حيود الأشعة السينية السنكروترونية مع نتائج المحاكاة النظرية، كما حددت قياسات النقل الكهربي أن هذا الطور عبارة عن شبه موصل. وعلى المستوى النظري، نجحت المجموعة، ضمن نطاق 100-200GPa، في التنبؤ بــ6 مركبات مستقرة جديدة، من بينها LaBH7 وLaBH8 حيث تتجاوز درجة الحرارة الحرجة للتوصيل الفائق (Tc) 100K، مع امتلاك أداء محتمل ممتاز للتوصيل الفائق عالي الحرارة. (إعلان من جيلين)