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以H3S和LaH10为代表的氢化物中高温超导性的发现，再次激发了研究人员对室温超导体追逐的热情。由于在极强磁场下进行超高压实验测量所固有的实验困难，尤其是在脉冲磁场中，由于磁孔狭窄和磁场诱导的电流所带来的巨大挑战，因此关于氢化物超导体的输运性质研究仅限于一个狭窄的磁场范围。将高压、高温和强磁场等多种极端条件运用到氢化物超导体的研究中，有助于获得新现象和新思路。
近日，吉林大学黄晓丽教授、北京高压科学中心Dmitrii Semenok博士以及宁波大学崔田教授等人，通过高温高压的手段成功合成了一种新型氢化物超导体A15-La4H23。在强脉冲磁场条件下，发现了其存在反常金属态。此项工作揭示了A15型La4H23在强磁场条件下的反常电子结构性质，推动了我们对富氢化物超导体中量子输运行为的理解。研究成果以“Unusual metallic state in superconducting A15-type La4H23”为题，发表在National Science Review 期刊 2024年12期上。
图1：高温超导体A15-La4H23超导性及临界磁场的实验研究
研究团队通过高温高压的手段成功合成了一种新型氢化物超导体。通过原位高压电输运实验测量发现，在118 GPa具有最高的超导临界温度105 K，该相能稳定至91 GPa。转变温度随外加磁场的增加而向低温区偏移也进一步验证了超导相的存在。通过WHH模型与GL模型对样品的上临界磁场进行拟合，在114 GPa下，其上临界磁场分别为33 T与24 T。研究团队通过高压原位同步辐射XRD测量确认了样品的超导相的晶体结构为Pmn-La4H23。该超导相具有典型的A15型结构，与已知的A3B型超导体V3Si(Tc=17 K)、Nb3Ge(Tc =23.2 K)、Nb3Sn(Tc =18.3 K)等具有类似的结构框架。立方相La4H23具有A15型结构化合物中最高的超导临界温度。在高达68 T的强脉冲磁场下，La4H23样品在40 K以下的非超导区域出现了比较大的负磁阻效应，确定了其存在反常金属态。该工作扩展了对氢化物超导体输运行为的认知，对未来氢化物超导体的研究提出了新的方向和思路。
图2：A15-La4H23超导体在强磁条件下的磁阻以及其高压超导相图