美國艾姆斯國家實驗室科學家發(fā)現(xiàn)了第一種非常規(guī)超導體，其化學成分在自然界中也能找到。密硫銠礦是自然界中僅有的4種在實驗室培養(yǎng)后可作為超導體的礦物之一。研究表明，它的性質類似于高溫超導體。這一發(fā)現(xiàn)進一步加深了科學家對超導性的理解，有望在未來帶來更可持續(xù)、更經濟的基于超導體的技術。

20世紀80年代，科學家發(fā)現(xiàn)了非常規(guī)超導體，其中許多超導體的臨界溫度比傳統(tǒng)超導體要高得多。人們普遍認為，非常規(guī)超導電性不是一種自然現(xiàn)象。

圖片:06c9545254134a408ce21a9038d0d9d8.png

研究人員培育的密硫銠礦晶體。

密硫銠礦是一種有趣的礦物，其中一個原因是其復雜的化學式（Rh17S15）。它結合了極高熔點元素（如Rh）和揮發(fā)性元素（如S）。

基于此，研究人員合成了高質量的密硫銠礦晶體。在Rh-S系統(tǒng)中，他們發(fā)現(xiàn)了3種新的超導體。通過詳細測量，他們進一步發(fā)現(xiàn)密硫銠礦是一種非常規(guī)的超導體。

研究團隊使用3種不同的測試方法來確定密硫銠礦的超導電性。主要的測試指標為“倫敦滲透深度”，它決定了弱磁場能從表面穿透超導體塊體的距離。在傳統(tǒng)的超導體中，這個長度在低溫下基本恒定。然而，在非傳統(tǒng)超導體中，它隨溫度線性變化。這項測試表明，密硫銠礦具有非傳統(tǒng)超導體的行為。

另一項測試是在材料中引入缺陷，包括用高能電子轟擊材料。這個過程將離子從其位置擊出，從而在晶體結構中產生缺陷。這種無序會導致材料的臨界溫度發(fā)生變化。測試還發(fā)現(xiàn)，非常規(guī)超導體對無序具有很高的敏感性，引入缺陷會改變或抑制臨界溫度，也會影響材料的臨界磁場。總之，在這一非常規(guī)超導體中，臨界溫度和臨界磁場的行為都與預測的一致。