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記者24日從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校陳仙輝教授團隊的應(yīng)劍俊特任研究員等人與南京大學孫建教授課題組合作，通過超高壓技術(shù)手段，研究團隊發(fā)現(xiàn)元素鈧在高壓下具有高達36 K的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，刷新了元素超導(dǎo)最高轉(zhuǎn)變溫度的紀錄。相關(guān)研究成果于6月22日在線發(fā)表于《物理評論快報》上。

元素超導(dǎo)體為研究超導(dǎo)電性提供了一個最簡單、最干凈的材料平臺。自從1911年荷蘭科學家昂尼斯在元素汞中發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)電性以來，越來越多的元素被發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)電性。目前，共有50多種元素在常壓或高壓環(huán)境下被發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)電性。然而，大多數(shù)元素的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都較低，之前最高的元素超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為26 K，是由元素鈦在高壓下所實現(xiàn)。早期研究發(fā)現(xiàn)，元素鈧在壓力下會經(jīng)歷四個結(jié)構(gòu)相變。?由于早期高壓實驗技術(shù)的限制，元素鈧在更高壓力下的超導(dǎo)電性研究仍然十分缺乏。

針對這一問題，研究團隊對元素鈧進行了超高壓下的輸運研究，確定了其高壓下的超導(dǎo)相圖。隨后，研究團隊通過第一性原理計算探索了高壓下超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度大幅提升的物理來源。結(jié)果表明，元素鈧在壓力下的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，研究中發(fā)現(xiàn)的36 K超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度不但刷新了元素超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的紀錄，而且也為在簡單體系中尋找高溫超導(dǎo)材料提供了新的思路。

(中國科大供圖)

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