【供稿：物理学院】近日，吉林大学教授黄晓丽和吉林大学唐敖庆讲座教授、宁波大学教授崔田等人，在高压超导富氢化合物研究方面再次取得突破性进展。研究成果“Enhancement of superconducting properties in the La–Ce–H system at moderate pressures”发表在Nature Communications14, 2660 (2023)杂志上。
本课题组利用高温高压多种实验技术途径，发现了几种新型富氢化合物超导体，例如，百万大气压以下超导转变温度超过百K、类金属氢子晶格的超氢化物CeH₉和CeH₁₀(Nat. Commun.2019, 10, 3461;Phys. Rev. Lett.2021, 127, 117001)，以及超导温度超过220K的亚稳六角相La-Al-H化合物(Natl. Sci. Rev., doi: 10.1093/nsr/nwad107)等。在本工作中，课题组以La-Ce固溶体合金为前驱物，在高温高压条件下成功合成高温超导La-Ce-H化合物，在100 GPa时T_c高达176 K，H_c2(0)高达235 T；在104 GPa时，T_c可达180 K。值得注意的是，该三元富氢化合物超导体能稳定至90 GPa以下。课题组还合成了新型二元富氢化物La-H，在78 GPa时T_c可达103 K。实验结果显示，La-Ce-H体系中的无序状态不仅提高了超导性能，并且能稳定至较低压力，是目前已知的1Mbar以下超导温度最高的合金型富氢化合物超导体。此项工作对三元及多元富氢化合物超导体的研究有着重要的参考意义，验证了无序多元氢化物中也存在优异的超导性质。同时，课题组提出了一种在温和压力条件下寻找高温超导氢化物的新策略，即使用多个适当的元素组成初始合金来最大化富氢化合物的构型熵。

图：三元富氢化合物超导体La-Ce-H的结构和超导电性研究。
(a)P6₃/mmc-(La,Ce)H_9-10结构模型；(b) La-Ce-H样品超导转变随外加磁场的变化，插图为拟合得到的上临界磁场；（c)La-Ce-H样品的同步辐射XRD衍射，插图为积分后的衍射斑；（d) 二元La-H、Ce-H以及三元La-Ce-H的超导转变温度随压力的变化。
该研究成果的第一作者为吉林大学陈吴昊博士，通讯作者为吉林大学黄晓丽教授和吉林大学唐敖庆讲座教授、宁波大学崔田教授。该工作得到了国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然基金委项目、上海光源同步辐射BL15U1线站的大力支持。