當前已知超導體中最高的轉變溫度可以達到多少？

到目前為止，人類所能實現的最高超導轉變溫度是硫化氫在高壓下的203K的超導電性。這項工作由德國馬普所的物理學家於2015年8月17日發表在Nature上，但所需的大氣壓達到了150萬個大氣壓。

圖1. 給樣品施加高壓的裝置

硫化氫，標準狀況下是一種易燃的酸性氣體，無色，低濃度時有臭雞蛋氣味，有毒。其水溶液為氫硫酸。正是這種由於臭雞蛋味道為人熟知的化合物創下了超導轉變溫度的記錄——203K。

圖2. 用於實驗測量的樣品，直徑約25微米，厚度約1微米。

研究人員發現，當他們將硫化氫樣品置於極高的壓力下——約150萬個大氣壓，並冷卻至203開氏度以下，這種材料便會顯示出超導電性的特性：零電阻特性和完全抗磁性。完全抗磁性又稱為邁斯納效應，指的是當一個超導材料被放置在一個外磁場中時材料內部並沒有磁場，這一點與普通材料不同。

為了確認硫化氫的真正超導相，吉林大學的研究人員和美英法西班牙等國科學家合作，結合理論計算和實驗測量，發現這個體系確實非常複雜。除了H2S之外，高壓下可能會分解成H3S、H2S3、 H3S2、 HS2、 H4S3等等，其中H3S在110 萬個大氣壓以上最為穩定。日本大阪大學的科學家於2015下半年在自己的實驗室同樣重複了實驗研究工作，並進行了X射線衍射結構分析，確認了最可能的超導相是立方相的H3S，和吉林大學崔田研究組的計算結果完全一致。

圖3. 吉林大學教授崔田