Предсказанный в прошлом году высокотемпературный сверхпроводник успешно синтезирован

Ученые под управлением доктора Сколтеха и МФТИ Артема Оганова и Ивана Трояна из Института кристаллографии РАН (Российская академия наук — государственная академия наук, высшая научная организация Российской Федерации, ведущий центр фундаментальных исследований в области естественных и общественных наук) смогли синтезировать новейший сверхпроводящий материал — декагидрид тория (ThH10) — с весьма высочайшей критичной температурой (161 К). Исследование поддержано грантом Русского научного фонда. Коротко о его результатах докладывает пресс-служба МФТИ.

Образец, сжатый под давлением миллион атмосфер и температуре 2000 К © Dmitry V.Semenok et al./Materials TodayЭталон, сжатый под давлением миллион атмосфер и температуре 2000 К
© Dmitry V.Semenok et al./Materials Today

Сверхпроводимость обычно проявляется при очень низких температурах либо очень больших давлениях. Значение температуры, при котором материал преобразуется в сверхпроводник, именуют «критичной температурой». С 1910-х годов, когда голландский физик Хейке Кеммерлинг-Оннес открыл сверхпроводимость ртути при температуре 4,15 К, и до наших дней ученые всего мира пробуют получить материалы с как можно наиболее высочайшей критичной температурой. До недавнешнего времени рекорд задерживал ртутьсодержащий купрат с температурой сверхпроводимости 135 К (–138 °С). Рекорд этого года равен –13 °С (декагидрид лантана, LaH10), что весьма близко к комнатной температуре, но достигается это при весьма больших давлениях в практически два миллиона атмосфер, что затрудняет практическое внедрение этого вещества. Безупречным было бы достигнуть сверхпроводимости при температуре и давлении, близких к комнатным.

В 2018 году в лаборатории доктора Сколтеха и МФТИ Артема Оганова сотрудником Александром Квашниным было изготовлено пророчество новейшего вещества, полигидрида тория ThH10, с критичной температурой –32 °С при давлении в 1 миллион атмосфер.

В новеньком исследовании ученым из Института кристаллографии РАН (Российская академия наук — государственная академия наук, высшая научная организация Российской Федерации, ведущий центр фундаментальных исследований в области естественных и общественных наук), Сколтеха, МФТИ и Физического института имени П. Н. Лебедева (ФИАН) удалось получить это вещество и изучить его транспортные характеристики и сверхпроводимость. В согласии с теоретическим пророчеством, было найдено, что ThH10 существует при давлениях выше 0,85 миллиона атмосфер и является выдающимся высокотемпературным сверхпроводником. Критичную температуру удалось найти лишь при давлении в 1,7 миллиона атмосфер, где она оказалась равной –112 °С, что совпадает с теоретическим пророчеством для этого давления и уже на данный момент ставит ThH10 в ряд рекордных высокотемпературных сверхпроводников.

«Современная теория и, а именно, разработанный мной и моими учениками способ USPEX, в очередной раз указывает изумительную предсказательную мощь. Предсказанное вещество, ThH10, не вписывающееся в рамки традиционной химии и владеющее, согласно теории, неповторимыми качествами, доказано сейчас и тестом. При этом свойство экспериментальных данных, приобретенных в лаборатории Ивана Трояна, очень высочайшее», — ведает Артем Оганов. «Мы узрели предсказанную теорией сверхпроводимость при –112 °С и 1,7 миллиона атмосфер. Беря во внимание замечательное согласие теории и опыта, любопытно выяснить, вырастет ли при наиболее низких давлениях сверхпроводимость этого вещества до предсказанных –30–40 °С», — отмечает Иван Троян.

«Гидрид тория — это только отдельное звено огромного, оживленно развивающегося класса гидридных сверхпроводников. Я считаю, что в наиблежайшие годы гидридная сверхпроводимость покинет криогенную область и перейдет в плоскость конструирования электрических устройств на их базе», — выделил создатель исследования, аспирант Сколтеха Дмитрий Семенок.

Результаты исследования размещены в журнальчике Materials Today 
Источник: polit.ru

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.