Een internationaal team onder leiding van Artem R. Oganov, een professor aan Skoltech en MISIS, en Dr. Ivan Troyan van het Instituut voor Kristallografie van RAS voerde theoretisch en experimenteel onderzoek uit naar een nieuwe hoge-temperatuur supergeleider, yttriumhydride (YH ₆ ). Hun bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen .

Yttriumhydriden behoren tot de drie supergeleiders met de hoogste temperatuur die tot nu toe bekend zijn. De leider van de drie is een materiaal met een onbekende S-C-H-samenstelling en supergeleiding bij 288 K, gevolgd door lanthaanhydride, LaH10, supergeleidend bij temperaturen tot 259 K), en, Tenslotte, yttriumhydriden, YH ₆ en YH ₉ , met maximale supergeleidingstemperaturen van 224 K en 243 K, respectievelijk. De supergeleiding van YH ₆ werd voorspeld door Chinese wetenschappers in 2015. Al deze hydriden bereiken hun maximale supergeleidingstemperaturen bij zeer hoge drukken:2,7 miljoen atmosfeer voor S-C-H en ongeveer 1,4-1,7 miljoen atmosfeer voor LaH ₁₀ en YH ₆ . De hogedrukbehoefte blijft een belangrijke belemmering voor de productie van hoeveelheden.

"Tot 2015 138 K (of 166 K onder druk) was het record van supergeleiding bij hoge temperatuur. Supergeleiding bij kamertemperatuur, wat vijf jaar geleden nog lachwekkend zou zijn geweest, is werkelijkheid geworden. Direct, het hele punt is om supergeleiding bij kamertemperatuur te bereiken bij lagere drukken, " zegt Dmitry Semenok, een co-auteur van het papier en een Ph.D. student aan Skoltech.

De supergeleiders met de hoogste temperatuur werden eerst in theorie voorspeld en vervolgens gemaakt en experimenteel onderzocht. Bij het bestuderen van nieuwe materialen, scheikundigen beginnen met theoretische voorspellingen en testen vervolgens nieuw materiaal in de praktijk.

"Eerst, we kijken naar het grotere geheel en bestuderen een veelheid aan verschillende materialen op de computer. Hierdoor gaat alles veel sneller. Nadere berekeningen volgen de eerste screening. Het doorzoeken van vijftig of honderd materialen duurt ongeveer een jaar, terwijl een experiment met een enkel materiaal van bijzonder belang een jaar of twee kan duren, " merkt Oganov op.

Typisch, kritische supergeleidingstemperaturen worden door theorie voorspeld met een fout van ongeveer 10-15%. Een vergelijkbare nauwkeurigheid wordt bereikt bij voorspellingen van kritische magnetische velden. In het geval van YH6, de overeenkomst tussen theorie en experiment is nogal matig. Bijvoorbeeld, het kritische magnetische veld waargenomen in het experiment is 2 tot 2,5 keer groter in vergelijking met theoretische voorspellingen. Dit is de eerste keer dat wetenschappers een dergelijke discrepantie tegenkomen die nog moet worden verklaard. Misschien, sommige extra fysieke effecten dragen bij aan de supergeleiding van dit materiaal en werden niet in aanmerking genomen in theoretische berekeningen.