Ученые сделали шаг к созданию «идеальных» сверхпроводников

Специалисты Сколтеха вместе с китайскими коллегами экспериментально показали сверхпроводимость у супергидридов церия. Это шаг к созданию материалов, переходящих в сверхпроводящее состояние при комнатной температуре и без экстремально высокого давления.

Сверхпроводимость — это свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением. Обычно состояние сверхпроводимости достигается либо при экстремально низких температурах, либо при запредельно высоком давлении.

Профессор Сколтеха Артем Оганов и аспирант Дмитрий Семенок занимаются теоретическими и экспериментальными исследованиями в области сверхпроводимости. В ходе совместного исследования с группой китайских ученых из Цзилиньского университета они продемонстрировали сверхпроводимость у двух супергидридов церия — открытого в 2019 году CeH9 и у впервые синтезированного CeH10.

По словам ученых, гидриды церия демонстрируют стабильность и сверхпроводимость с критической температурой до 100–110 K (около -170 °C) при более низких давлениях (около 0,8 миллиона атмосфер) по сравнению со всеми остальными супергидридами. Эти делает их идеальным объектом для дальнейших исследований механизма сверхпроводимости гидридов, а также создания других сверхпроводников, обладающих стабильностью при еще более низких давлениях.

«Ранее мы установили, что между положением элемента в Периодической системе Менделеева и сверхпроводимостью гидрида существует очень тесная связь, и, как мы полагаем, это относится не только к гидридам. Например, лантан (La) и церий (Ce) в таблице Менделеева располагаются по соседству, и гидриды этих элементов являются высокотемпературными сверхпроводниками, но ведут они себя по-разному: LaH10 переходит в сверхпроводящее состояние при более высоких температурах, в то время как CeH10 обладает стабильностью при более низких давлениях», — рассказал Артем Оганов.

Теперь ученым предстоит понять, каким образом нужно соединить элементы, чтобы достигнуть сверхпроводимости при более высоких температурах и более низком давлении в тройных гидридах. Элементы, дающие высокотемпературные сверхпроводники, уже хорошо известны — необходимо понять, какие их комбинации можно стабилизировать при более низких давлениях.

«Образно говоря, отдельные ноты у нас уже есть, и нам нужно включить воображение, чтобы эти ноты сложились в красивую мелодию», — добавил Дмитрий Семенок.

В исследовании приняли участие специалисты Цзилиньского университета, Университета Нинбо и Центра перспективных исследований и технологий высокого давления.

• #Новые материалы