超导可以以100％的效率传输电能，在各个领域具有广泛用途。然而，超导状态仅存在于远低于室温（295开尔文）的温度下，导致这些应用受到了阻碍。一个世纪以来，全球科研人员一直在寻求能够实现室温超导的材料，以在没有损失的情况下输送电流。
室温超导发展
1911年，Onnes等人在冷却温度低于4 K的水银中首次发现超导，材料变为超导的温度称为临界温度。很快，科学家就发现，如果可以找到临界温度远高于4K的材料，那么表现出零电阻的状态可能非常有用。在过去的一个世纪中，随着越来越多的超导体被发现，所达到的最高临界温度的已经逐步朝着室温迈进。
2014年，本文的一些作者及其同事打破了之前164 K纪录。他们发现，当H2S压缩到接近2百万倍大气压时，可在约200 K的温度下可转变为超导体。2018年，两个独立的研究小组几乎同时报道，压缩的氢化镧化合物可能在甚至更高的温度下表现出超导性，范围从215K到可能高达280K。
这些硫化氢和氢化镧超导体的共同特征是：它们富含氢，并且超导性仅在高于约一百万倍大气压的压力下出现。在这些极端条件下，化学键可以大大改变，诱导形成不稳定的化合物。高压似乎稳定了LaH化合物的形成，使其具有比在环境压力下可达到的大得多的氢含量。
新纪录：250K
有鉴于此，德国马普化学所Drozdov团队报道了当压力压缩到地球大气压超过一百万倍时，氢化镧化合物在250 K时就变成超导体，这是目前已知的最接近室温的超导体。
为了验证材料是超导的，研究人员通常会寻找三个特征：1）零电阻；2）在施加的磁场下临界温度的降低；3）冷却时从材料内部排出磁场（迈斯纳效应）。 Drozdov等人。
Drozdov等人使用了一种称为钻石砧座的装置，他们将这种装置可以放在手掌中，通过挤压两个扁平钻石之间包覆样品的薄金属箔来产生接近地心压力一半的极高压力。由于样品很小（大约0.01毫米），并且在所有侧面都被箔和金刚石包围，这种配置严重限制了测量类型。此外，为了实现电学测量，电引线既需要与样品接触，又必须保持与箔电隔离。作者最终克服了这些实验挑战，发现了确认氢化镧化合物高温超导性的关键证据。他们检测到超导特征的前两个，而由于样品太小，无法观察到迈斯纳效应。
理论预测，在某些情况下具有低原子质量的元素可能导致高临界温度。氢是最轻的元素，对于高临界温度是最佳的；而用较重的同位素氘取代氢气应该降低临界温度。Drozdov等人观察到这种同位素效应，他们发现与镧氢化物样品相比，氘化镧样品的临界温度几乎与理论预测的量相当。
未来之路
在接下来的几年中，实验可能会集中在寻找其他加压富氢材料的超导性。鉴于只有一小部分可能的富氢系统在这些巨大的压力下进行了实验，似乎比以往任何时候都更有可能在不久的将来实现室温超导的梦想。在这一点上，巨大的挑战将从推动必要温度上升到推动所需压力降低。
在超过一百万倍大气压下，在微量合成的材料中，超导到底有什么用呢？答案取决于超导状态是否可以在环境压力下恢复。总之，这些结果表明，我们发现超导体的过程正在从经验、直觉或运气过渡到由具体理论预测指导。
参考文献：
1. A. P. Drozdov, P. P. Kong, V. S.Minkov, S. P. Besedin, M. A. Kuzovnikov, M. I. Eremets et al. Superconductivityat 250 K in lanthanum hydride under high pressures. Nature 2019.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1201-8
2. James J. Hamlin. Superconductivitynear room temperature. Nature 2019.
https://www.nature.com/articles/d41586-019-01583-y
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