Российские ученые открыли новый высокотемпературный сверхпроводник

Несмотря на огромный потенциал, применение сверхпроводников затрудняется тем фактом, что их ценные свойства обычно проявляются при очень низких температурах

1 1 313

Группе ученых под руководством Артема Оганова из Московского физико-технического института и Ивана Трояна из Института кристаллографии РАН удалось синтезировать декагидрид тория (ThH10), новый сверхпроводящий материал с очень высокой критической температурой в 161 кельвин. Результаты их исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда, были опубликованы в журнале Materials Today.

Действительно замечательное свойство квантовых материалов — сверхпроводимость — полная потеря электрического сопротивления в довольно специфических, а иногда и очень жестких условиях. Несмотря на огромный потенциал, применение сверхпроводников затрудняется тем фактом, что их ценные свойства обычно проявляются при очень низких температурах или чрезвычайно высоких давлениях.

До недавнего времени список сверхпроводников возглавлял ртутьсодержащий купрат, который становится сверхпроводящим при 135 Кельвинов, или -138 градусов по Цельсию. В этом году декагидрид лантана, LaH10, установил новый рекорд в -13°C, что весьма близко к комнатной температуре.

К сожалению, этот сверхпроводник требует давления, приближающегося к 2 миллионам атмосфер, которое вряд ли можно поддерживать в реальных приложениях. Поэтому ученые продолжают поиски сверхпроводника, который сохраняет свои свойства при стандартных условиях.

В 2018 году Александр Квашнин, исследователь из лаборатории Оганова, предсказал новый материал — полигидрид тория, или ThH10 — с критической температурой -32°C, стабильный при температуре менее 1 млн. атмосфер. А в недавнем исследовании ученые из МФТИ, Института кристаллографии и Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (РАН) успешно получили ThH10 и изучили его свойства.

Смотрите также  Ученые синтезировали материал, который сможет полностью заменить природный гипс в строительной отрасли

Выводы команды ученых подтвердили теоретические прогнозы, доказав, что ThH10 существует при давлениях выше 0,85 млн. атмосфер и демонстрирует удивительную высокотемпературную сверхпроводимость.

Ученые смогли определить критическую температуру только в 0,7 миллиона атмосфер и обнаружили, что она составляет -112°С, что согласуется с теоретическим прогнозом для этого значения давления. Это делает ThH10 одним из рекордных высокотемпературных сверхпроводников.

«Современная теория и, в частности, метод USPEX, разработанный мной и моими учениками, вновь продемонстрировали удивительную предсказательную силу», — говорит профессор МФТИ Артем Оганов, который был одним из руководителей исследования.

«ThH10 расширяет границы классической химии и обладает уникальными свойствами, которые были предсказаны теоретически и недавно подтверждены экспериментом. В частности, экспериментальные результаты, полученные в лаборатории Ивана Трояна, имеют очень высокое качество».

«Мы обнаружили, что предсказанная теоретически сверхпроводимость существует при -112°С и 0,7 миллиона атмосфер», — добавил Иван Троян. «Учитывая сильную согласованность между теорией и экспериментом, было бы интересно проверить, покажет ли ThH10 сверхпроводимость при -30 С, -40 С и более низких давлениях, как и предполагалось».

«Гидрид тория является лишь одним из элементов в большом и быстро растущем классе гидридных сверхпроводников», — говорит автор исследования Дмитрий Семенок. «Я считаю, что в ближайшие годы гидридная сверхпроводимость выйдет за пределы криогенного диапазона, чтобы найти применение в разработке электронных устройств».

Смотрите также  Google проводит крупнейшее химическое моделирование на квантовом компьютере

Dmitry V. Semenok et al. Superconductivity at 161 K in thorium hydride ThH10: Synthesis and properties, Materials Today (2019). DOI: 10.1016/j.mattod.2019.10.005

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
1 Комментарий
Первые
Последние Популярные
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Балаганов
Балаганов
Гость
1 год назад

Пилите Шура, пилите …они золотые. Сверхпроводники с критической температурой 300 — 400 К были созданы 27 лет назад.

1
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x