Una película que mantiene la superconductividad durante casi un año exprés
Dentro de un yunque de diamante que comprime la muestra con una fuerza millones de veces superior a la presión atmosférica, una fina película de lantano se encuentra con el hidrógeno. El hidrógeno proviene del amoníaco-borano, un polvo que al calentarse libera su hidrógeno, como una esponja suelta el agua. En unos minutos de calentamiento con láser nace una película de hidruro de lantano, un material que conduce la electricidad sin resistencia a menos 26 grados Celsius.
Este resultado es un nuevo paso en la carrera por superconductores que funcionen a temperatura ambiente. Los superconductores convencionales requieren enfriamiento con helio líquido hasta menos 269 grados, lo cual es caro e incómodo. El hidruro de lantano, sintetizado en forma de película delgada en lugar de un bloque macizo, mantiene sus propiedades durante casi un año: 300 días. Durante ese tiempo, la red cristalina no se degradó y la superconductividad no desapareció, incluso cuando se aplicó un campo magnético que normalmente "apaga" el superconductor.
La tecnología de películas delgadas abre el camino hacia la creación de hidruros ternarios, compuestos de tres elementos, donde se pueden ajustar con mayor precisión las propiedades del superconductor. Además, las películas delgadas son compatibles con la microelectrónica: con ellas se pueden fabricar sensores en miniatura, dispositivos cuánticos y líneas de transmisión de energía sin pérdidas. Antes, los hidruros solo se obtenían en forma de polvos o pequeños monolitos, inadecuados para circuitos.
Volviendo a la imagen de la esponja: el amoníaco-borano liberó hidrógeno, el lantano lo absorbió y, bajo la presión de los diamantes, nació un material que durante casi un año mantiene la corriente sin pérdidas. Ahora la tarea es lograr que funcione a presión ordinaria y temperatura ambiente. La esponja está comprimida al límite, pero el agua no se ha escapado.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2608.18865v1
High-pressure hydrides hold the record for the highest superconducting critical temperatures across all classes of superconductors. Currently lanthanum decahydride, LaH$$_{10}$$, exhibits the highest critical temperature among binaries, with $$T_c \approx$$ 250 K at pressures between 140-180 GPa. Here, we report the synthesis of LaH$$_{10\pm\delta}$$ films in two DACs at pressures of 168 GPa and 176 GPa via in situ laser heating of elemental lanthanum films with ammonia borane (NH$$_3$$BH$$_3$$) as the hydrogen donor. The high-symmetry fcc lanthanum sublattice (space group $$Fm\bar3m$$) is resolved using synchrotron X-ray diffraction, with unit cell parameters in excellent agreement with previous studies on bulk samples. We provide confirmation of high-$$T_c$$ superconductivity in LaH$$_{10\pm\delta}$$ with highest $$T_c$$ of 247 K at 176 GPa evidenced in electrical measurements. The characteristic suppression of superconductivity is observed in magnetic fields. Furthermore, combined diffraction and electrical measurements reveal remarkable temporal stability of both the crystal structure and the high-$$T_c$$ superconductivity over the full measurement period of about 300 days post laser heating. Our work establishes film precursors using physical vapour deposition (PVD) techniques as a practical route to hydride formation, opening a pathway toward the controlled synthesis of promising ternary hydrides and the integration of micro-fabricated device geometries in diamond anvil cells.
La superconductividad en el hidruro de lantano se observa a una temperatura más baja que la de un congelador (−18 °C), pero más alta que la del punto más frío de la Antártida (−89 °C).
En la novela de Arthur C. Clarke "El fin de la infancia", los superconductores a temperatura ambiente permiten construir ciudades en el aire y transmitir energía sin cables.