створена надпровідність за допомогою тиску

Фізики Піднебесної виявили дивну властивість у селенідів заліза: при збільшенні тиску речовина спочатку втрачають свою надпровідність, але потім набувають її знову, причому при більшій температурі. Вчені вперше змогли таким чином ініціювати надпровідність, тобто дозволили електричного струму протікати через матеріал без опору.

Нагадаємо, що більшість надпровідників набувають свої унікальні властивості при температурі близькій до абсолютного нуля (-273 °C). Проте практичне застосування матеріалів, охолоджувальних до таких низьких температур, вельми обмежена. З цієї причини фізики шукають і створюють так звані високотемпературні надпровідники, у яких електричний струм не зустрічає опору при відносно високих температурах (близько 30 До або -243 °C).

В одному з подібних досліджень група Лілін Сунь (Li-Ling Sun) з Інституту фізики Китайської академії наук експериментувала зі надпровідність селенідів заліза (Tl0,6Rb0,4Fe1,67Se2, K0,8Fe1,7Se2, K0,8Fe1,78Se2). Ці матеріали зберігають потрібні властивості аж до температури 30 К.

Вчені помістили кристали товщиною 100 мікрометрів і діаметром 50 мікрометрів між алмазними ковадлами і почали стискати. Як і очікувалося, у міру збільшення тиску матеріали втрачали свої надпровідні властивості (на позначці 10 гігапаскалів). Проте вже при 11,5 ГПа надпровідність селенідів заліза відновлювалася. Більше того, подальше підвищення тиску до 12,5 ГПа призвело до появи високотемпературної надпровідності, вона зберігалася до Т = 48 (-225 °C). Для селенідів заліза – це рекорд.

“Ні в одному з сімейств високотемпературних надпровідників не зустрічається надпровідність, що з’являється при високому тиску. Результат здивував нас”, — говорить Сунь.

Китайські фізики поки що не знайшли пояснення виявленого явища, однак розповіли про нього в статті в журналі Nature. Ймовірно, перехід властивостей викликає зміна параметрів кристалічної гратки селенідів, теоретизують вчені. У цьому випадку відстані між атомами коротшають.

Можливо, також, що в усьому “винні” вакансії (вузли кристалічної решітки, які не мають атомів). Інші експерименти показали, що в тонкій плівці селеніду заліза при нормальному тиску одна частина матеріалу являє собою магнітні регіони, що містять велику кількість упорядкованих вакансій, інша частина – надпровідні зони без вакансій. Тобто вже при нормальному тиску селенід заліза “розривається” між цими станами. Ймовірно, з підвищенням тиску магнітна складова з якихось причин йде, а надпровідність бере верх.

Існує ймовірність, що “друга” надпровідність з’являється в ході якогось екзотичного фазового переходу. У цьому випадку фізикам належить поламати голову, так як відкриття може змінити всі існуючі уявлення про формування високотемпературних надпровідників.

Щоб з’ясувати, як все-таки змінюється структура матеріалу, дослідники Піднебесної планують провести вивчення зразків за допомогою методу розсіювання нейтронів. Він допоможе визначити, чи відбувається упорядкування вакансій, зміна магнетизму або появу будь-якого іншого ефекту, пише Nature.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *