Superconductividad a temperatura ambiente en un hidruro de azufre carbonoso

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Física de altas presiones

Sus antecedentes:

• La observación de la superconductividad a temperatura ambiente sigue siendo un desafío significativo en la física experimental.
• Los avances recientes incluyen superconductividad a alta temperatura en materiales ricos en hidrógeno bajo presiones extremas.
• La superconductividad en el sulfuro de hidrógeno (H2S) transformado en H3S a 203 K y 155 GPa marcó un descubrimiento clave.

Objetivo del estudio:

• Explorar el potencial de los sistemas de hidróxido de azufre carbonoso para lograr la superconductividad.
• Investigar los efectos de la introducción de metano en los precursores ricos en hidrógeno para los materiales superconductores.
• Para sintetizar y caracterizar un nuevo material superconductor bajo alta presión.

Principales métodos:

• Transformación fotoquímica de los precursores elementales en hidratos de azufre carbonados.
• Aplicación de altas presiones utilizando una célula de yunque de diamante (hasta 275 GPa).
• Caracterización de la superconductividad mediante mediciones de resistencia cero, susceptibilidad magnética y respuesta a campos magnéticos externos (hasta 9 T).
• La espectroscopia de Raman se empleó para sondear las transformaciones químicas y estructurales antes de la metalización.

Principales resultados:

• Se observó superconductividad en un sistema carbonoso de hidróxido de azufre con una temperatura de transición máxima de 287,7 ± 1,2 K (aproximadamente 15 °C) a 267 ± 10 GPa.
• El estado superconductor persistió en un amplio rango de presión (140 275 GPa), con un aumento notable por encima de 220 GPa.
• La evidencia de superconductividad incluyó resistencia eléctrica cero, señal diamagnética y supresión de la temperatura de transición por un campo magnético externo.
• Se determinó un campo magnético crítico superior estimado de ~ 62 T utilizando el modelo de Ginzburg-Landau.

Conclusiones:

• El estudio demuestra la superconductividad a temperatura ambiente en un nuevo hidruro de azufre carbonoso sintetizado fotoquímicamente.
• El ajuste químico dentro de este sistema ternario presenta una vía prometedora para lograr la superconductividad a presiones reducidas.
• Una mayor investigación sobre estos materiales ricos en hidrógeno podría allanar el camino para aplicaciones prácticas de superconductores de alta temperatura.