超導(dǎo)是一種奇妙的物理現(xiàn)象，當材料的溫度降低到一定值時，它們的電阻會突然消失，從而可以無限制地傳輸電流。超導(dǎo)材料還可以排斥外部磁場，形成梅斯納效應(yīng)（Meissner effect），使得超導(dǎo)體可以懸浮在磁場上。超導(dǎo)對于科學(xué)和技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，例如核磁共振、磁懸浮列車、粒子加速器等。

然而，目前已知的大多數(shù)超導(dǎo)材料都需要在極低的溫度下才能表現(xiàn)出超導(dǎo)性，這給實驗和工程帶來了很大的困難和成本。因此，尋找高溫超導(dǎo)材料，即在常壓或者較低壓力下能夠在室溫表現(xiàn)出超導(dǎo)性的材料，是物理學(xué)中的一個重要目標。

近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)了一類具有高溫超導(dǎo)性質(zhì)的材料——超氫化物。這些材料是由金屬和氫組成的化合物，在高壓下可以形成不同的晶體結(jié)構(gòu)，并且具有很高的臨界溫度Tc。例如，2015年，Drozdov等人報道了H?S這種二元超氫化物，在203GPa的壓力下具有203K的臨界溫度。2019年，Somayazulu等人報道了LaH??這種二元超氫化物，在170 GPa的壓力下具有260 K的臨界溫度。2020年，Snider等人報道了C-S-H這種三元超氫化物，在267GPa的壓力下具有287.7 K的臨界溫度。

這些發(fā)現(xiàn)表明，超氫化物是一類非常有前景的高溫超導(dǎo)材料。然而，它們也存在一些問題和挑戰(zhàn)。首先，它們需要很高的壓力才能合成和穩(wěn)定，這限制了它們在實際應(yīng)用中的可行性。其次，它們的晶體結(jié)構(gòu)往往難以確定，因為在高壓下進行X射線衍射或者中子衍射等結(jié)構(gòu)分析方法非常困難。因此，很多時候，研究人員只能依靠理論計算來預(yù)測和推測超氫化物的晶體結(jié)構(gòu)，而缺乏實驗上的證據(jù)。這就導(dǎo)致了一些爭議和不確定性，例如，C-S-H的晶體結(jié)構(gòu)目前還沒有被實驗確定，而不同的理論模型給出了不同的結(jié)構(gòu)和臨界溫度。

為了解決這些問題，研究人員開始從二元超氫化物轉(zhuǎn)向三元超氫化物，希望在更低的壓力下合成具有更高臨界溫度的超氫化物，并且能夠確定它們的晶體結(jié)構(gòu)。三元超氫化物具有更多的材料類型和結(jié)構(gòu)配置，可以提供更多的優(yōu)化空間和可能性。然而，目前還沒有報道過一種具有解析晶體結(jié)構(gòu)的三元超導(dǎo)超氫化物。

最近發(fā)表在《物理評論快報》的一篇論文報道了一種新的三元超氫化物LaBeH?，它在80 GPa的壓力下具有110 K的高溫超導(dǎo)性，并且其晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng)被確定。論文主要方法和結(jié)果如下：

- 研究人員使用金剛石壓砧（DAC）對LaH?和BeH?進行高壓合成，得到了LaBeH?。DAC是一種常用的高壓實驗裝置，它可以利用兩個對稱的金剛石作為壓砧，對樣品施加高達幾百GPa的壓力。

- 研究人員使用X射線衍射對LaBeH?進行了晶體結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)它具有巖鹽型結(jié)構(gòu)，即由La和BeH?單元組成的簡單立方晶格。這種結(jié)構(gòu)與理論計算預(yù)測的一致，并且與之前報道的二元超氫化物LaH??和YH??相似，但是具有更低的對稱性和更復(fù)雜的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。

- 研究人員使用電阻率測量對LaBeH?進行了超導(dǎo)性質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)它在80 GPa的壓力下具有110K的臨界溫度，并且隨著壓力增加而增加。電阻率測量是一種常用的超導(dǎo)性質(zhì)分析方法，它可以通過測量樣品在不同溫度和磁場下的電阻變化來確定臨界溫度和其他超導(dǎo)參數(shù)。論文觀察到了電阻率隨溫度降低而突然降為零的特征行為，以及臨界溫度隨磁場增加而下降的特征行為，這些都是超導(dǎo)材料的典型特征。

總結(jié)

論文報道了一種新的三元超氫化物LaBeH?，它在80 GPa的壓力下具有110 K的高溫超導(dǎo)性，并且其晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng)被確定。這是第一個具有解析晶體結(jié)構(gòu)的三元超導(dǎo)超氫化物，為進一步探索和發(fā)現(xiàn)更高臨界溫度的超氫化物提供了一個新的模板。