マインツのマックス・プランク研究所の科学者らが、硫化水素の超伝導ギャップを直接測定し、高温超伝導体への重要なステップとなった。新規のトンネル技術を極端な圧力下で用い、電子-フォノン相互作用がこの現象を駆動することを確認した。この画期的な成果は2015年の発見を基盤とし、室温超伝導の探求を進展させる。
超伝導体は、抵抗なしに電流を伝導する材料で、効率的な電力伝送や量子コンピューティングに有望だが、ほとんどのものは極低温を要する。水素豊富な化合物である硫化水素（H3S）のようなものは限界を押し広げ、203 Kelvin（-70℃）で超伝導を達成し、従来のものよりはるかに高温である。
長年、これらの材料の研究はメガバーの圧力が必要——大気圧の100万倍以上——のため不可能で、走査型トンネル分光法などの標準手法が使えなかった。マインツのマックス・プランク化学研究所の研究者らは、新しい平面電子トンネル分光法を開発し、H3Sの超伝導ギャップを初めて直接測定した。
チームはH3Sで約60ミリ電子ボルト（meV）の完全に開いたギャップを発見し、重水素版のD3Sでは44 meVであった。この差は、フォノン（原子格子の振動）が電子のペアリングを媒介し、抵抗を消滅させるクーパー対を形成するという理論を支持する。
この発見は2015年にミハイル・エレメッツのグループがH3Sで203 Kでの超伝導を最初に観測したことに遡る。以降のランチウムデカヒドリド（LaH10）の250 Kでの発見などは、室温版への希望を高めた。研究の主任著者である馮杜博士は「このトンネル技術を他のヒドリド超伝導体に拡張することで、より高温での超伝導を可能にする鍵要因を特定できることを期待する。これにより、最終的により実用的な条件下で動作する新素材の開発が可能になるだろう」と語った。
2024年11月に亡くなったエレメッツは、これを「2015年のH3S超伝導発見以来、ヒドリド超伝導分野で最も重要な仕事」と評した。プロジェクトリーダーのヴァシリー・ミンクフ氏は「ミハイルの室温・中圧超伝導体のビジョンが、この仕事により現実により近づいた」と付け加えた。
Nature（2025年、巻641、issue 8063）に掲載された知見は、電子相互作用に関する重要な洞察を提供し、圧力課題にもかかわらず新素材設計を導く可能性がある。