近日，我院崔田教授、黄晓丽教授课题组，与俄罗斯Skolkovo科学技术研究院Artem R. Oganov课题组合作，在高压下富氢化合物研究方面又取得突破性进展。研究成果“Superconducting praseodymium superhydrides”于2020年2月28日在线发表于《Science Advances》杂志上。
实现室温超导是超导学术界和工业界梦寐以求的终极目标。借助高压技术，创纪录的超导转变温度200 K和250 K分别在新型硫氢化物H3S和镧氢化物LaH10上得以实现，因此富氢化合物被认为是室温超导体的最佳候选体系。为了在富氢化合物中继续寻找潜在的高温超导体，同时探究镧系金属原子在超导转变中的作用，研究人员选取镨单质与不同的氢源，分别在“冷压”和“热压”两个路径下合成了多种新型镨氢化合物。其中，立方相-PrH9和六角相-PrH9均具有与LaH10、CeH9相似的氢笼构型，原位高压电阻测量结果显示其可能的超导转变温度低于9 K。通过进一步的理论计算结果发现镨氢化物中磁有序和电声相互作用在极接近的压力范围内共存，这可能是导致其超导转变温度较低的原因。本工作的研究结果表明，La-Ce-Pr系列氢化物的超导转变温度随La-Ce-Pr元素的原子量增加而下降。镧系非氢元素的加入不仅为“金属氢”的晶格提供电子稳定了氢笼构型，而且在决定超导转变温度中也发挥着极为重要的作用。该成果为高压下设计及制备新型超氢化合物及高温超导体提供了新的研究思路。
本论文共同第一作者为吉林大学超硬材料国家重点实验室在读周迪博士、Skolkovo研究院Dmitrii V. Semenok博士及吉林大学物理学院段德芳教授，通讯作者为吉林大学物理学院崔田教授、黄晓丽教授及俄罗斯Skolkovo研究院Artem R. Oganov教授。该工作得到了国家自然基金委项目、上海光源同步辐射BL15U1线站、北京同步辐射光源4W2线站的大力支持。