NIMS-Ehime大學(xué)聯(lián)合研究小組成功地利用材料信息學(xué)(MI)方法(基于數(shù)據(jù)科學(xué)的材料搜索技術(shù))發(fā)現(xiàn)了在高壓下表現(xiàn)出超導(dǎo)性的新材料。該研究通過實(shí)驗(yàn)證明，MI能夠有效地探索新的超導(dǎo)材料。MI方法可適用于各種功能材料的開發(fā)，包括超導(dǎo)體。

在沒有電阻的情況下能夠在沒有能量損失的情況下實(shí)現(xiàn)長距離電力傳輸?shù)某瑢?dǎo)材料被認(rèn)為是解決環(huán)境和能源問題的關(guān)鍵技術(shù)。研究人員尋找新的超導(dǎo)材料或其他材料的傳統(tǒng)方法是依靠已公布的材料特性信息，如晶體結(jié)構(gòu)和價數(shù)，以及他們自己的經(jīng)驗(yàn)和直覺。然而，這種方法耗時，昂貴且非常困難，因?yàn)樗枰獜V泛和詳盡地合成相關(guān)材料。因此，對開發(fā)新方法的需求很高，這使得能夠更有效地探索具有所需性質(zhì)的新材料。

這個聯(lián)合研究小組利用了AtomWork數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含超過100,000條無機(jī)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。該團(tuán)隊(duì)首先選擇了約1,500個候選材料組，其電子狀態(tài)可通過計算確定。然后，該團(tuán)隊(duì)通過實(shí)際執(zhí)行電子狀態(tài)計算，將該列表縮小為27種具有理想超導(dǎo)特性的材料。從這27種材料中，最終選擇了兩種材料?SnBi2Se4和PbBi2Te4?，因?yàn)樗鼈兿鄬θ菀缀铣伞?/p>

該團(tuán)隊(duì)合成了這兩種材料并確認(rèn)它們在高壓下使用電阻率測量裝置表現(xiàn)出超導(dǎo)性。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，這些材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度隨著壓力的增加而增加。這種基于數(shù)據(jù)科學(xué)的方法與傳統(tǒng)方法完全不同，能夠識別和有效和精確地開發(fā)超導(dǎo)材料。

實(shí)驗(yàn)表明，這些新發(fā)現(xiàn)的材料除了具有超導(dǎo)性外，還具有極好的熱電性能。我們開發(fā)的方法可適用于各種功能材料的開發(fā)，包括超導(dǎo)體。在未來的研究中，我們希望通過在我們的研究中包括更廣泛的材料并提高與所需特性相關(guān)的參數(shù)的準(zhǔn)確性來發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的功能材料，例如室溫超導(dǎo)材料。