Ett team ledd av Skoltech-professorn Artem R. Oganov studerade strukturen och egenskaperna hos ternära hydrider av lantan och yttrium och visade att legering är en effektiv strategi för att stabilisera annars instabila faser YH ₁₀ och LaH ₆ , förväntas vara högtemperatursupraledare. Forskningen publicerades i tidskriften Material idag .

Cuprates hade länge varit rekordsättare för högtemperatursupraledning tills H3S förutspåddes 2014. Denna ovanliga svavelhydrid uppskattades ha högtemperatursupraledning vid 191–204 K och erhölls senare experimentellt, sätta nytt rekord i supraledning.

Efter denna upptäckt, många forskare vände sig till superhydrider, som är onormalt rika på väte, och upptäckte nya föreningar som blev supraledande vid ännu högre temperaturer:LaH ₁₀ (förutspått och sedan experimentellt visat ha supraledning vid 250-260 K vid 2 miljoner atmosfärer) och YH ₁₀ (som förutspås vara en supraledare med ännu högre temperatur). Trots likheten mellan yttrium och lantan, YH ₁₀ visade sig vara instabil, och hittills har ingen lyckats syntetisera den i dess rena form. Efter att ha nått den övre gränsen för kritiska temperaturer för binära hydrider, kemister vände sig till ternära hydrider som framstår som den mest lovande vägen mot ännu högre temperatursupraledning. Äntligen 2020, efter över 100 år av forskning, forskare kunde syntetisera den första supraledaren i rumstemperatur - en ternär svavel- och kolhydrid - med en kritisk temperatur på +15 grader Celsius.

I deras senaste arbete, forskare från Skoltech, Institutet för kristallografi av RAS, och V.L. Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials studerade ternära hydrider av lantan och yttrium med olika förhållanden av dessa två element.

"Även om lantan och yttrium är lika, deras hydrider är olika:YH ₆ och LaH ₁₀ existerar, medan LaH ₆ och YH ₁₀ låt bli. Vi fann att båda strukturerna kunde stabiliseras genom att lägga till det andra elementet. Till exempel, LaH ₆ kan göras mer stabil genom att tillsätta 30 procent yttrium, och dess kritiska supraledningstemperatur är något högre jämfört med YH ₆ , " säger professor Oganov.

Dessutom, forskningen har hjälpt till att klarlägga den allmänna profilen för supraledning i ternära hydrider. "Vi insåg att ternära och kvartära hydrider har successivt mindre ordnade strukturer och en mycket större bredd på den supraledande övergången än binära hydrider. Dessutom, de kräver mer intensiv och längre laseruppvärmning än sina binära motsvarigheter, ", förklarar huvudförfattaren och Skoltech-doktorand Dmitrii Semenok.

Forskarna tror att studien av ternära hydrider har mycket lovande för att stabilisera instabila föreningar och förbättra deras supraledande prestanda.