Các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản vừa chế tạo thành công vật liệu hydro các-bon siêu dẫn bằng cách bổ sung thêm các nguyên tử kali vào picene (C22H14). Vật liệu mang tính siêu dẫn ở các nhiệt độ dưới 18K. Theo nhóm nghiên cứu, đây là một tính chất rất đáng ngạc nhiên và có thể mang lại những thông tin mới về nguồn gốc vật lý của tính siêu dẫn.
Một thách thức quan trọng đối với các nhà vật lý là hiểu được chính xác tại sao một số vật liệu dẫn điện lại có mức điện trở bằng không ở nhiệt độ tương đối cao (tới 138K), còn các vật liệu khác lại phải được làm lạnh tới tới gần độ không tuyệt đối trước khi xảy ra tính siêu dẫn. Hai năm trước đây, một nhóm nghiên cứu của trường đại học Liverpool, Anh, đã chứng tỏ một chất rắn làm từ các phân tử 60 các-bon (buckyball) và xenzi là một chất siêu dẫn dưới nhiệt độ 38K. Những vật liệu này khác với các chất siêu dẫn từ các-bon khác bởi tính siêu dẫn này liên quan tới các electron p của các-bon. Chính điều này đã mở ra một hướng mới cho các nghiên cứu có hệ thống.
Giờ đây, nhóm nghiên cứu của trường đại học Okayama của Nhật bản đã nhận thấy các tinh thể từ các nguyên tử picene hydro các-bon và kali là các chất siêu dẫn ở nhiệt độ lên tới 18K. Nhóm nghiên cứu tiến hành với một tinh thể picene siêu tinh khiết và sau đó nung nó với sự có mặt của kali trong vài ngày. Nhiệt độ tới hạn cho tính siêu dẫn sau đó được đo bằng cách làm lạnh mẫu vật lên tới vài độ Kelvin và chiếu một từ trường. Từ trường kích thích dòng diện ở chất siêu dẫn, làm mất từ trường được chiếu vào, một tính chất được mô tả là tính cảm ứng từ tính âm.
Sau đó, mẫu vật được nung nóng từ từ và tính cảm ứng từ tính của nó được đo với vai trò là độ hoạt động của thời gian. Sự chuyển đổi từ trạng thái siêu dẫn được thể hiện bởi sự thay đổi nhanh chóng ở trạng thái cảm ứng từ giá trị âm sang dương. Đây là hiện tượng mà nhóm nghiên cứu đã nhận thấy ở nhiều mẫu vật của họ.
Giống các tinh thể 60 các-bon, tính siêu dẫn ở picene được cho là có lên quan tới các electron p. Nhưng theo nhóm nghiên cứu, tính siêu dẫn này lại rất mới lạ bởi vì các phân tử picene tự sắp xếp thành các mặt phẳng hai chiều giống như graphit. Sự sắp xếp này không giống với các tinh thể 60 các-bon, vốn có cấu trúc khối phù hợp với cấu hình khối của các qũy đạo electron p. Điều này có nghĩa là một tinh thể 60 các-bon có các trạng thái năng lượng electron khác nhau với cùng một năng lượng như nhau và độ suy biến này được cho là sẽ giữ vai trò quan trọng trong tính siêu dẫn của nó.
Picene không có cấu hình hình khối và vì vậy lẽ ra không có độ suy biến quỹ đạo p. Tuy vậy, bằng sự trùng khớp ngẫu nhiên hoàn toàn, picene có hai trạng thái electron p có cùng năng lượng. Nhóm nghiên cứu cho rằng “độ suy thoái tình cờ” này có thể liên quan tới tính siêu dẫn.