Supergeleidende materialen moeten over het algemeen ver afgekoeld worden of onder hoge druk geplaatst worden om van de supergeleidende eigenschap gebruik te kunnen maken. Een team onderzoekers van de Amerikaanse Universiteit van Rochester in New York heeft een combinatie van stoffen ontdekt waarin supergeleiding optreedt rond kamertemperatuur en bij een lagere druk dan soortgelijke materialen.
Het gebruikte stukje lutetium van 1mm onder de microscoop.
Een van de methoden waarmee supergeleiding mogelijk is bestaat uit het vormen van Cooper-paren, twee elektronen die gekoppeld worden. Een vibratie met een hoge frequentie in de kern van de betreffede atomen, ook wel een phonon genoemd, helpt hierbij. Dit is eenvoudiger te realiseren in lichte atoomkernen, wat de reden is dat waterstof gebruikt wordt. Om stoffen te infuseren met waterstof kan druk gebruikt worden, maar dan gaat het om meerdere gigapascals. Daarmee wordt het nadeel van de lage temperatuur van halfgeleiders ingewisseld voor een enorm hoge druk.
In de in Nature gepubliceerde paper "Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride" wordt een stof beschreven die na het toevoegen van waterstof de gewenste eigenschappen vertoont bij kamertemperatuur en een lagere druk. Er wordt gebruik gemaakt van lutetium omdat dit element veel elektronen beschikbaar heeft voor het vormen van Cooper-paren. Er is een kleine hoeveelheid stikstof gebruikt om de stof stabieler te maken, wat moet resulteren in een lagere druk.
Al voordat er gemeten werd was het duidelijk dat er iets gebeurde met het materiaal. Na het toevoegen van de twee gassen werd het metaal blauw, maar onder druk verschoof dit naar roze. Bij een nog hogere druk verloor het metaal de metaal-achtige eigenschappen en werd het rood. Supergeleiding trad op bij een druk van 0,3 tot 3 gigapascal. De hoogste kritische temperatuur waarbij nog supergeleiding mogelijk was lag op 294 K of 21 graden Celsius bij een druk van 1 gigapascal.
Bron: Ars Technica
