Gráficamente abstracto. Materiales hoy (2021). DOI:10.1016 / j.mattod.2021.03.025
Un equipo dirigido por el profesor de Skoltech Artem R. Oganov estudió la estructura y propiedades de los hidruros ternarios de lantano e itrio y demostró que la aleación es una estrategia eficaz para estabilizar fases que de otro modo serían inestables YH 10 y LaH 6 , se espera que sean superconductores de alta temperatura. La investigación fue publicada en la revista Materiales hoy .
Los cupratos habían mantenido durante mucho tiempo récords de superconductividad a alta temperatura hasta que se predijo el H3S en 2014. Se estimó que este hidruro de azufre inusual tenía superconductividad a alta temperatura a 191-204 K y luego se obtuvo experimentalmente, estableciendo un nuevo récord en superconductividad.
Tras este descubrimiento, muchos científicos recurrieron a los superhídridos, que son anormalmente ricos en hidrógeno, y descubrió nuevos compuestos que se volvieron superconductores a temperaturas aún más altas:LaH 10 (predicho y luego experimentalmente demostrado que tiene superconductividad a 250-260 K a 2 millones de atmósferas) y YH 10 (se predice que será un superconductor de temperatura aún más alta). A pesar de la similitud entre itrio y lantano, YH 10 demostró ser inestable, y hasta ahora nadie ha logrado sintetizarlo en su forma pura. Habiendo alcanzado el límite superior de temperaturas críticas para hidruros binarios, Los químicos recurrieron a hidruros ternarios que parecen ser el camino más prometedor hacia una superconductividad a temperaturas aún más altas. Finalmente en 2020, después de más de 100 años de investigación, los científicos pudieron sintetizar el primer superconductor a temperatura ambiente, un hidruro de carbono y azufre ternario, con una temperatura crítica de +15 grados Celsius.
En su trabajo reciente, científicos de Skoltech, el Instituto de Cristalografía de RAS, y V.L. El Centro Ginzburg de Superconductividad a Alta Temperatura y Materiales Cuánticos estudió hidruros ternarios de lantano e itrio con diferentes proporciones de estos dos elementos.
"Aunque el lantano y el itrio son similares, sus hidruros son diferentes:YH 6 y LaH 10 existe, mientras que LaH 6 y YH 10 no. Descubrimos que ambas estructuras podrían estabilizarse agregando el otro elemento. Por ejemplo, LaH 6 se puede hacer más estable agregando 30 por ciento de itrio, y su temperatura crítica de superconductividad es ligeramente más alta en comparación con YH 6 , "dice el profesor Oganov.
Además, la investigación ha ayudado a dilucidar el perfil general de superconductividad en hidruros ternarios. "Nos dimos cuenta de que los hidruros ternarios y cuaternarios tienen estructuras progresivamente menos ordenadas y un ancho mucho mayor de la transición superconductora que los hidruros binarios. Además, requieren un calentamiento por láser más intensivo y prolongado que sus homólogos binarios, "explica el autor principal y estudiante de doctorado de Skoltech, Dmitrii Semenok.
Los científicos creen que el estudio de los hidruros ternarios es muy prometedor para estabilizar compuestos inestables y mejorar su rendimiento superconductor.
