北京
IT时代网8月8日消息，吉林大学与山西大学的科研人员通过理论计算给出了一个颇有分量的预测：两层超薄硼材料堆叠形成的结构，能在常压条件下把超导临界温度推到68K，也就是零下205摄氏度左右。这个数字刷新了单质超导纪录，高于目前已知元素超导体的最高水平。
先说说这为什么算突破。绝大多数超导材料要在接近绝对零度的环境里才肯工作。单质超导此前的最高纪录由钪保持，36K——可这个成绩必须在260吉帕斯卡的超高压下才能拿到，那是常规实验室很难长期维持的条件。双层硼烯不一样，标准大气压就够，温度还高出一大截。
研究团队没有一上来就动手制备，而是先让计算机跑模型。他们搭起由两层单原子厚度硼烯组成的结构，把超过9000种不同堆叠方式挨个测了一遍。跑到最后，表现最好的是AA堆叠双层硼烯。在这种排布下，两层硼烯之间形成了直接连接的硼-硼化学键，键合方式一变，材料内部原子的振动模式跟着变，电子之间形成配对的相互作用被增强，电子于是能在更高的温度下继续自由流动。
硼烯是由单层硼原子构成的二维材料，结构上与石墨烯有几分相似，只是把碳换成了硼。研究人员在论文中写道，双层硼烯为元素超导性设立了新的基准，其临界温度超过了所有已知元素体系，无论是在常压还是高压条件下。
关键机理在层间。不少二维材料的层与层之间靠的是较弱的作用力，双层硼烯靠的却是强硼-硼共价键，晶格振动特性因此被改写——研究团队认为，这为轻元素体系冲击更高温度的超导提供了一条新的研究方向。
话得说回来，眼下这一切还停留在理论模拟阶段。实验室能不能真把对应结构做出来、做出来之后实测性能是否对得上计算，都还是未知数。相关成果已于8月5日发表在《Physical Review Letters》期刊上。
如果后续实验验证成功，好处是实打实的：超导技术的冷却成本会降下来，电网输电效率、医疗磁共振成像设备以及磁悬浮列车等方向，都能因此多出一个材料选项。
注：本文中包含AI辅助创作的内容。
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