Para ilmuwan di Max Planck Institute di Mainz telah mengukur langsung celah superkonduktor pada hidrogen sulfida, langkah kunci menuju superkonduktor suhu tinggi. Menggunakan teknik terowongan baru di bawah tekanan ekstrem, mereka mengonfirmasi interaksi elektron-fonon mendorong fenomena tersebut. Terobosan ini membangun atas penemuan tahun 2015 dan memajukan pencarian superkonduktivitas suhu kamar.
Superkonduktor, bahan yang mengalirkan listrik tanpa hambatan, menjanjikan transmisi daya efisien dan komputasi kuantum, tetapi kebanyakan memerlukan suhu sangat rendah. Senyawa kaya hidrogen seperti hidrogen sulfida (H3S) telah mendorong batas, mencapai superkonduktivitas pada 203 Kelvin (-70°C), jauh lebih hangat daripada yang tradisional.
Selama bertahun-tahun, mempelajari bahan ini tidak mungkin karena tekanan megabar yang diperlukan—lebih dari sejuta kali tingkat atmosfer—mengesampingkan teknik standar seperti spektroskopi terowongan pemindaian. Peneliti di Max Planck Institute for Chemistry di Mainz mengatasi ini dengan metode spektroskopi terowongan elektron planar baru, memungkinkan pengukuran langsung celah superkonduktor di H3S untuk pertama kalinya.
Tim menemukan celah sepenuhnya terbuka sekitar 60 milielektronvolt (meV) di H3S, dibandingkan 44 meV pada mitra deuterinya, D3S. Perbedaan ini mendukung teori bahwa fonon—getaran kisi atom—memediasi pasangan elektron, membentuk pasangan Cooper yang menghilangkan hambatan.
Penemuan ini berakar pada 2015, ketika kelompok Mikhail Eremets pertama kali mengamati superkonduktivitas di H3S pada 203 K. Temuan selanjutnya, seperti lanthanum decahydride (LaH10) pada 250 K, menimbulkan harapan untuk versi suhu kamar. Dr. Feng Du, penulis utama studi, mengatakan: "Kami berharap dengan memperluas teknik terowongan ini ke superkonduktor hidrida lainnya, faktor kunci yang memungkinkan superkonduktivitas pada suhu lebih tinggi dapat diidentifikasi. Ini pada akhirnya harus memungkinkan pengembangan bahan baru yang dapat beroperasi dalam kondisi lebih praktis."
Eremets, yang meninggal pada November 2024, menyebutnya "pekerjaan paling penting di bidang superkonduktivitas hidrida sejak penemuan superkonduktivitas di H3S pada 2015." Vasily Minkov, pemimpin proyek, menambahkan: "Visi Mikhail tentang superkonduktor yang beroperasi pada suhu kamar dan tekanan sedang semakin dekat dengan kenyataan melalui pekerjaan ini."
Diterbitkan di Nature (2025, volume 641, isu 8063), temuan ini memberikan wawasan krusial tentang interaksi elektron, berpotensi memandu desain bahan baru meskipun tantangan tekanan.
