Trường Đại học Cát Lâm đạt được bước đột phá quan trọng trong nghiên cứu siêu dẫn dựa trên hydro

Gần đây, nhóm của Giáo sư Zhong Xin, Trường Vật lý, Đại học Cát Lâm, đã đạt được tiến bộ then chốt trong lĩnh vực dự đoán cấu trúc áp suất cao và nghiên cứu thực nghiệm đối với hydrua ba nguyên tố La–B–H. Kết quả nghiên cứu liên quan đã được đăng trực tuyến trên tạp chí uy tín quốc tế “Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ” (ACS). Thành tựu này đã mở ra một hướng đi hoàn toàn mới cho nghiên cứu ứng dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao trên cơ sở hydro. Nhờ hiệu năng vật lý nổi bật, các chất siêu dẫn hydro áp suất cao đã trở thành tâm điểm nóng của nghiên cứu siêu dẫn trên toàn cầu. Từ việc phát hiện lần lượt các vật liệu như H3S đến LaH10, ranh giới nghiên cứu về siêu dẫn nhiệt độ cao liên tục được mở rộng. Tuy nhiên, các vật liệu này chỉ có thể tồn tại ổn định ở áp suất cực cao, gây cản trở nghiêm trọng cho việc triển khai ứng dụng trong thực tế. Vì vậy, việc phát triển các hydrua siêu dẫn nhiệt độ cao mới trong điều kiện áp suất tương đối thấp đã trở thành một bài toán tiên phong cấp thiết cần được giải quyết trong lĩnh vực này, và việc đưa một nguyên tố nhẹ thứ ba vào các hydrua nhị nguyên được xem là hướng then chốt để vượt qua khó khăn này. Đối với hệ La–B–H có bề mặt thế năng phức tạp và mức độ khó nghiên cứu cực cao, nhóm đã đổi mới với chiến lược phối hợp: “trắc nghiệm bằng áp suất cao + máy học để tăng tốc dự đoán cấu trúc tinh thể”, qua đó đạt được bước đột phá lớn. Trong thí nghiệm, nhóm đã thành công chế tạo pha P21/m-LaB2H7 có độ ổn định nhiệt động trong khoảng áp suất 145-158GPa; dữ liệu nhiễu xạ tia X từ bức xạ đồng bộ và mô phỏng lý thuyết hoàn toàn khớp nhau. Các phép đo vận chuyển điện xác định rằng pha này là chất bán dẫn. Về nghiên cứu lý thuyết, trong khoảng 100-200GPa, nhóm đã dự đoán thành công 6 hợp chất ổn định mới, trong đó LaBH7 và LaBH8 có nhiệt độ tới hạn siêu dẫn (Tc) trên 100K, cho thấy tiềm năng siêu dẫn nhiệt độ cao rất ưu việt. (Từ Cát Lâm phát hành)