По мнению ученых из Канады, Великобритании, США, Иордании, им удалось добиться существенных успехов в понимании механизма высокотемпературной сверхпроводимости. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature, а также на сайте Кембриджского университета.

  Эксперимент ученых заключался в исследовании конфигураций электронов недодопированных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) на основе купратов в нормальных и сверхпроводящих состояниях. В результате исследователям удалось выявить очаг возникновения так называемых электронных карманов, что позволило найти области в образце, отвечающие за возникновение сверхпроводящего состояния. Также ими была обнаружена необычная геометрия распределения «карманов», которая в простейшем случае напоминает стопку блоков из настольной игры«Дженга». При объединении «карманов» в большую поверхность Ферми образец переходит в сверхпроводящее состояние, а в нормальное состояние — при их разобщении.

Эксперименты ученых состояли в помещении образцов купратов в сильное магнитное поле. Магнитная индукция поля, способного подавить сверхпроводимость в образцах, достигала величин порядка 100 Тл — примерно в миллион раз больше значения индукции магнитного поля Земли.

Купраты — допированные специальным образом соединения оксида меди. Допирование применяется для изменения электропроводящих свойств твердого тела, конкретно для данных образцов — оксида меди, который с пероксидом бария образует специальную слоистую структуру. Эта структура обуславливает зависимость свойств материала от взаимной ориентации слоев (анизотропии), что позволяет управлять характеристиками нового соединения в некоторых случаях.

Сверхпроводимость — обращение в ноль электрического сопротивления при некотором значении температуры, называемой критической. Низкотемпературная сверхпроводимость связана с прекращением теплового движения атомов вещества и образованием куперовских квазичастиц — связанных пар электронов, при температурах около абсолютного нуля.

ВТСП имеют отличающие их от низкотемпературных сверхпроводников свойства - квазидвумерность и многозонность. Двумерность — следствие слоистой структуры материала, а многозонность — различия в расположении и взаимодействии кристаллических решеток слоев.  Благодаря этим свойствам сверхпроводимость проявляется при температурах до -2430С (или до -135 градусов, как в работе физиков).

Ученые надеются, что материалы с  аналогичной структурой проявят себя как хорошие сверхпроводники.

 

Источник: lenta.ru

Энергетика и промышленность России - информационный портал           Научный журнал “Видеонаука          Наука и технологии России − STRF.ru

Другие партнёры сайта