近日，吉林大学黄晓丽教授与吉林大学唐敖庆讲座教授、宁波大学崔田教授等人，在高压超导氢化物研究方面又取得重要进展。研究成果以“Superior superconducting properties realized in quaternary La-Y-Ce hydrides at moderate pressures”为题，于2024年5月8日在线发表在JACS杂志上（ https://doi.org/10.1021/jacs.4c02586）。

在氢基超导体的研究中，LaH₁₀在170GPa下以其250K的超导转变温度刷新了氢化物超导温度的记录。然而，一个理想的超导体应该在较低的压力和临界温度之间达到一个良好的平衡，同时实现巨大的上临界磁场(_μ0H_c2(0))和高临界电流密度(J_c(0))，这是实现氢化物超导体应用潜力的关键。类似于高熵合金中的"熵工程"概念，多组分氢化物相较于二元氢化物不仅可以提供更广泛的结构可能性，也可利用多种元素协同工作的优势，来调节氢化物的热力学稳定性和超导性能，这为在中等压下追踪具有优异性质的高温超导体提供了一个重要平台。目前，对多组分氢化物的实验研究仍处于初级阶段，进一步探讨"熵工程"在氢化物中的作用具有重要意义。

基于此，课题组进一步开发了新型四元超氢化物，旨在通过控制这些材料中组分配置，调节其稳定压力并增强超导性能。在112GPa的中等压力下，结合激光加热技术，成功合成了具有优异性能的四元富氢高温超导体Fm3m-(La,Y,Ce)H₁₀。高压原位电输运实验测得该化合物在112GPa下具有190K的高温超导电性。值得注意的是，该四元氢化物还具有十分优异的性能：其_μ0H_c2(0)达到292 T，J_c(0)超过4.61×107 A/cm²，均优于当前实验中已获得的氢化物。这些结果表明，多组分氢化物可以通过"熵工程"来显著增强超导性能，并调节其稳定压力。这项工作激发了对多氢化物超导体的实验探索，并为未来更多多样化氢化物材料中寻找室温超导体提供了参考。

图：四元氢化物超导体La-Y-Ce-H样品的合成及其优异超导性能

该研究成果的第一作者为吉林大学陈诉博士，通讯作者为吉林大学黄晓丽教授与吉林大学唐敖庆讲座教授、宁波大学崔田教授。在文章修改过程中，还得到了吉林大学化学学院白福全教授团队的理论支持和帮助。该工作是在国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然基金委面上项目等基金资助下完成的。