Een team onder leiding van Skoltech-professor Artem R. Oganov bestudeerde de structuur en eigenschappen van ternaire hydriden van lanthaan en yttrium en toonde aan dat legeren een effectieve strategie is voor het stabiliseren van anders onstabiele fasen YH ₁₀ en LaH ₆ , naar verwachting hoge-temperatuur-supergeleiders zijn. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Materialen vandaag .

Cuprates waren lange tijd recordzetters voor supergeleiding bij hoge temperaturen totdat H3S in 2014 werd voorspeld. Dit ongebruikelijke zwavelhydride werd geschat op supergeleiding bij hoge temperatuur bij 191-204 K en werd later experimenteel verkregen, het vestigen van een nieuw record in supergeleiding.

Naar aanleiding van deze ontdekking, veel wetenschappers wendden zich tot superhydriden, die abnormaal rijk zijn aan waterstof, en ontdekte nieuwe verbindingen die bij nog hogere temperaturen supergeleidend werden:LaH ₁₀ (voorspeld en vervolgens experimenteel aangetoond dat het supergeleiding heeft bij 250-260 K bij 2 miljoen atmosfeer) en YH ₁₀ (waarvan voorspeld wordt dat het een supergeleider met een nog hogere temperatuur is). Ondanks de gelijkenis tussen yttrium en lanthaan, YH ₁₀ bleek instabiel te zijn, en tot dusver is niemand erin geslaagd het in zijn pure vorm te synthetiseren. Na het bereiken van de bovengrens van kritische temperaturen voor binaire hydriden, scheikundigen wendden zich tot ternaire hydriden die de meest veelbelovende weg lijken naar supergeleiding bij nog hogere temperaturen. Eindelijk in 2020, na meer dan 100 jaar onderzoek, wetenschappers waren in staat om de eerste supergeleider bij kamertemperatuur te synthetiseren - een ternaire zwavel en koolstofhydride − met een kritische temperatuur van +15 graden Celsius.

In hun recente werk wetenschappers van Skoltech, het Instituut voor Kristallografie van RAS, en V.L. Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity en Quantum Materials bestudeerde ternaire hydriden van lanthaan en yttrium met verschillende verhoudingen van deze twee elementen.

"Hoewel lanthaan en yttrium vergelijkbaar zijn, hun hydriden zijn verschillend:YH ₆ en LaH ₁₀ bestaan, terwijl LaH ₆ en YH ₁₀ Niet doen. We ontdekten dat beide structuren konden worden gestabiliseerd door het andere element toe te voegen. Bijvoorbeeld, LaH ₆ kan stabieler worden gemaakt door 30 procent yttrium toe te voegen, en de kritische supergeleidingstemperatuur is iets hoger in vergelijking met YH ₆ , " zegt professor Oganov.

In aanvulling, het onderzoek heeft geholpen om het algemene profiel van supergeleiding in ternaire hydriden op te helderen. "We realiseerden ons dat ternaire en quaternaire hydriden steeds minder geordende structuren hebben en een veel grotere breedte van de supergeleidende overgang dan binaire hydriden. ze vereisen een intensievere en langere laserverwarming dan hun binaire tegenhangers, " legt hoofdauteur en Skoltech PhD-student Dmitrii Semenok uit.

De wetenschappers zijn van mening dat de studie van ternaire hydriden veelbelovend is voor het stabiliseren van onstabiele verbindingen en het verbeteren van hun supergeleidende prestaties.