近日，吉林大學(xué)物理學(xué)院、超硬材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的崔田教授課題組在“傳統(tǒng)高溫超導(dǎo)體”研究中，理論預(yù)測(cè)H2S-H2化合物在高壓下的超導(dǎo)臨界溫度可達(dá)到191K，超過銅氧化合物的超導(dǎo)臨界溫度27K，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)超導(dǎo)體基礎(chǔ)研究領(lǐng)域上新突破，結(jié)束了過去20多年來銅氧化合物在高溫超導(dǎo)材料上一統(tǒng)江山的局面。這一研究成果于2014年11月發(fā)表在Scientific Reports上。（Scientific Reports，4, 6968, 2014）

       該研究成果一經(jīng)發(fā)表，迅速受到國(guó)際學(xué)術(shù)界的關(guān)注，美國(guó)物理學(xué)會(huì)致函邀請(qǐng)崔田教授參加2015年美國(guó)物理學(xué)會(huì)三月會(huì)議（APS Marching Meeting），就該研究成果做主題報(bào)告。該研究工作得到了科技部973計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)、面上和青年基金，教育部長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃的支持。

       據(jù)課題組成員段德芳老師介紹，尋找高溫超導(dǎo)材料一直是凝聚態(tài)物理研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。上世紀(jì)80年代以來，科學(xué)家們?cè)阢~氧化合物超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體等非傳統(tǒng)超導(dǎo)材料的研究上取得了很大的進(jìn)展，如銅氧化合物的超導(dǎo)臨界溫度在高壓下可達(dá)到164K。而對(duì)傳統(tǒng)超導(dǎo)體的研究進(jìn)展則比較緩慢，其超導(dǎo)臨界溫度遠(yuǎn)低于銅氧化合物。據(jù)BCS理論預(yù)測(cè)，金屬氫有望成為室溫傳統(tǒng)超導(dǎo)體。但迄今為止在實(shí)驗(yàn)可達(dá)到的壓力范圍內(nèi)沒有獲得金屬氫。而富氫化合物則被認(rèn)為是可以在較低的壓力下實(shí)現(xiàn)金屬化，并具有較高超導(dǎo)臨界溫度的傳統(tǒng)超導(dǎo)體候選材料。

       崔田教授課題組在研究中采用第一性原理計(jì)算方法結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)搜尋算法，預(yù)測(cè)了H2S-H2化合物在高壓下形成H3S單元，存在一個(gè)具有金屬特性的立方相（Im-3m），并基于BCS理論計(jì)算了它的超導(dǎo)臨界溫度Tc。在200萬大氣壓時(shí)該物質(zhì)的Tc是191-204K，并且Tc隨壓力的增大單調(diào)降低。進(jìn)一步光譜函數(shù)的計(jì)算表明，它的超導(dǎo)溫度主要是由氫原子振動(dòng)貢獻(xiàn)的。

       且該理論預(yù)測(cè)的立方相超導(dǎo)臨界溫度191K及其隨壓力的變化趨勢(shì)已被德國(guó)馬普所M. I. Eremets教授課題組的高壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。崔田教授課題組的研究工作驗(yàn)證了富氫化合物具有較高超導(dǎo)溫度的猜想，對(duì)高溫超導(dǎo)的基礎(chǔ)研究是一個(gè)極大的推動(dòng)，為相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究指引了方向，可能引發(fā)人們對(duì)傳統(tǒng)BCS理論的重新思考。