镧氢化合物超导迈斯纳效应原位量子传感研究获进展。以LaH10为代表的镧氢化合物是目前已知转变温度最高的超导体系。但氢化物超导通常需要百吉帕（GPa）极端高压才能稳定存在。高压样品尺寸微小，难以利用传统磁测量表征超导迈斯纳效应。金刚石氮—空位中心可原位集成在金刚石对顶砧高压腔，具备微米级的空间分辨率，对磁场、温度、压强等极为敏感，适用于极端条件下原位物性测量。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心等组成的研究团队，致力于高压极端条件量子传感研究。近日，该团队通过改进传压介质，将金刚石量子传感工作压强提升至近180GPa，实现了镧氢化合物近室温超导迈斯纳效应的原位测量。在充分退火的样品中，团队通过零场冷—场热实验，观测到局域磁屏蔽效应。同时，场冷—场热实验证实磁通自发迈斯纳效应。在155GPa下，样品超导转变温度高达237K，接近LaH10最高纪录值（240至255K）。作为对照，未充分退火的样品表现出更偏低的超导转变温度（190至220 K）。同步辐射X射线衍射测量表明，该转变温度对应LaH9.5±δ相。此外，空间分辨的磁成像还发现样品内超导与非超导共存的现象，为评估和优化氢化物样品均匀性提供了定量依据。
研究为镧氢化合物超导迈斯纳效应提供了直接实验证据，并展示了金刚石量子传感器在高压极端条件下的应用潜力。
相关研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家重大科技专项、国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的支持。
镧氢化合物超导迈斯纳效应的原位量子传感
研究团队单位：物理研究所