Un team guidato dal professore di Skoltech Artem R. Oganov ha studiato la struttura e le proprietà degli idruri ternari di lantanio e ittrio e ha dimostrato che la lega è una strategia efficace per stabilizzare fasi altrimenti instabili YH ₁₀ e LaH ₆ , dovrebbero essere superconduttori ad alta temperatura. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Materiali oggi .

I cuprati erano rimasti a lungo i record per la superconduttività ad alta temperatura fino a quando non è stato previsto H3S nel 2014. Si stima che questo insolito idruro di zolfo abbia una superconduttività ad alta temperatura a 191-204 K ed è stato successivamente ottenuto sperimentalmente, stabilendo un nuovo record nella superconduttività.

A seguito di questa scoperta, molti scienziati si sono rivolti ai superidruri, che sono anormalmente ricchi di idrogeno, e ha scoperto nuovi composti che sono diventati superconduttori a temperature ancora più elevate:LaH ₁₀ (previsto e poi dimostrato sperimentalmente di avere superconduttività a 250-260 K a 2 milioni di atmosfere) e YH ₁₀ (previsto per essere un superconduttore a temperatura ancora più elevata). Nonostante la somiglianza tra ittrio e lantanio, YH ₁₀ si è rivelato instabile, e finora nessuno è riuscito a sintetizzarlo nella sua forma pura. Avendo raggiunto il limite superiore delle temperature critiche per gli idruri binari, i chimici si sono rivolti agli idruri ternari che appaiono come il percorso più promettente verso una superconduttività a temperatura ancora più elevata. Finalmente nel 2020, dopo oltre 100 anni di ricerca, gli scienziati sono stati in grado di sintetizzare il primo superconduttore a temperatura ambiente, uno zolfo ternario e idruro di carbonio, con una temperatura critica di +15 gradi Celsius.

Nel loro recente lavoro, scienziati di Skoltech, l'Istituto di Cristallografia della RAS, e V.L. Il Centro Ginzburg per la superconduttività ad alta temperatura ei materiali quantistici ha studiato gli idruri ternari di lantanio e ittrio con diversi rapporti di questi due elementi.

"Sebbene il lantanio e l'ittrio siano simili, i loro idruri sono diversi:YH ₆ e LaH ₁₀ esistono, mentre LaH ₆ e YH ₁₀ non. Abbiamo scoperto che entrambe le strutture potrebbero essere stabilizzate aggiungendo l'altro elemento. Per esempio, LaH ₆ può essere reso più stabile aggiungendo il 30 percento di ittrio, e la sua temperatura critica di superconduttività è leggermente superiore rispetto a YH ₆ , "dice il professor Oganov.

Inoltre, la ricerca ha contribuito a chiarire il profilo generale della superconduttività negli idruri ternari. "Ci siamo resi conto che gli idruri ternari e quaternari hanno strutture progressivamente meno ordinate e una larghezza della transizione superconduttiva molto maggiore rispetto agli idruri binari. Inoltre, richiedono un riscaldamento laser più intenso e più lungo rispetto alle loro controparti binarie, " Spiega Dmitrii Semenok, l'autore principale e studente di Ph.D. Skoltech.

Gli scienziati ritengono che lo studio degli idruri ternari sia molto promettente per stabilizzare i composti instabili e migliorare le loro prestazioni superconduttive.