Надпровідність без радикального охолодження. Обіцяючі висновки польських вчених

Вчені всього світу прагнуть вивчити фізичні можливості отримання електричних надпровідників при більш сприятливій температурі. Особливо перспективні результати в цьому плані отримала міжнародна команда вчених зі значною польською участю, яка займалася оцінкою температури надпровідності конкретного матеріалу на основі сполук срібла та фтору. Розрахунки показали, що це значення може бути навіть на кілька десятків градусів Цельсія вище, ніж зареєстрований в даний час рекорд.

У співпраці з дослідниками Італії та Китаю польські вчені вперше оцінили температуру, при якій можуть працювати надпровідники на основі сполук срібла та фтору. Ядром цієї міжнародної дослідницької групи є фахівці з Варшавського університету та університету Кардинала Стефана Вишинського у Варшаві. З боку Варшавського університету команда під керівництвом проф. Войцех Грочала з Центру нових технологій (CeNT), який роками шукає найбільш зручні можливі комбінації матеріалів, які б давали змогу проводити електроенергію без будь-якого опору.

Згідно з висновками наших вчених на даний момент, кращими з поки що визнаних "кандидатів" на надпровідник виявився фторид срібла (II) (AgF2). Його модельна структура, випробувана міжнародною командою з польською участю, дозволила отримати значення, близьке до 200 кельвінів (мінус 73 градуси Цельсія), що значно перевищує 135 К (мінус 138 градусів С) для рекордсменів — сполук міді та кисню. Результати цих досліджень представлені в журналі Physical Review Materials.

"Він дуже схожий на надпровідники на основі оксидів міді, але є також деякі відмінності, які унеможливлюють отримання надпровідного стану", — пояснив проф. Грочала. Однією з цих відмінностей є структура атома — шари оксиду міді плоскі в мідних надпровідниках, і отримані сильні магнітні взаємодії вважаються ключовою особливістю, що забезпечує надпровідність. У свою чергу, у структурі фториду срібла (II) — як пояснив проф. Хайбін Су з Гонконгу, співпрацюючи з польською командою — шари срібла і фтору гофровані, що значно знижує силу магнітних взаємодій і утруднює досягнення бажаного результату.

Однак дослідники знайшли спосіб виправити проблему. У публікації, створеній у співпраці з вченими з Польщі, Італії та Китаю, опублікованій у журналі Американського фізичного товариства «Фізичні оглядові матеріали», вони представляють теоретичну модель, в якій можна отримати плоскі шари AgF2 шляхом нанесення їх на тверду підкладку із специфічним складом та структурою .

"Вибір відповідного матеріалу в якості підкладки накладає плоску геометрію на накладений на ньому AgF2, що робить магнітні взаємодії набагато сильнішими, ніж у кристалічному AgF2", — пояснює доктор Адам Гжелак з CeNT UW. "У нанотехнології ми називаємо це епітаксіальне тонкоплівкове осадження", — додає він.

"Ми вважаємо, що ці взаємодії будуть майже вдвічі сильнішими, ніж в оксидах міді, що, в свою чергу, має шанс перетворитись у 1,5 рази на більш високу температуру надпровідності", — пояснює учасник дослідження професор. Хосе Лоренцана з Італії. Вчений зазначає, що отримане значення температури є рекордно високим, що дозволило б використовувати дешеві теплоносії для захисту роботи нових надпровідників.

Наступним кроком у дослідженні корисних властивостей AgF2 буде затвердження теоретичної моделі з використанням існуючих експериментальних методик. Детальні результати проведених досі досліджень можна знайти у джерельній статті.

Джерело: Варшавський університет

Facebook Comments