Сверхпроводящие материалы берут барьер в 100 К

1174

Проблема сверхпроводимости при высоких температурах занимает одно из центральных мест в современной физике. Так, во всяком случае, полагал нобелевский лауреат, академик РАН В. Л. Гинзбург, когда читал нобелевскую лекцию, обратившись к молодым физикам с призывом создать теорию сверхпроводимости при комнатной температуре. Интерес к сверхпроводимости проявляют не только ученые, занимающиеся фундаментальными исследованиями, но и инженеры – Philips и Kavli не так давно создали сверхпроводящий транзистор, а Hypres так даже освоила сверхпроводящие технологии в применении к сотовой связи. Но все-таки задача создания материалов, которые бы проявляли сверхпроводящие свойства при комнатной температуре, по-прежнему не решена, а самое главное – нет четкого понимания сути явления т. н. высокотемпературной (при температуре кипения жидкого азота ~77 К) сверхпроводимости, например, в купратах (соединениях меди).



На фото: фотография легированного купрата, сделанная СТМ. Белым цветом отмечаны примесные атомы кислорода

Команда ученых из Корнелльского Университета (Cornell University) в ходе исследований влияния легирующих добавок на сверхпроводящие свойства выявили, что легирование купратов, являющихся диэлектриками, может как привести к высокотемпературной сверхпроводимости, так и сделать невозможным проявление каких-либо сверхпроводящих свойств.

Атомы легирующих добавок играют роль доноров носителей заряда – электронов или «дыр», например, оксид висмута-стронция-кальция-меди (Bi2Sr2CaCu2O8+x) или Bi-2212, являющийся диэлектриком, проявляет сверхпроводящие свойства при добавлении дополнительного атома кислорода, играющего роль источника «дыр». Дальнейшее легирование оказывает влияние на критическую температуру (при которой проявляется сверхпроводимость – нулевое сопротивление постоянному току). В теории низкотемпературной сверхпроводимости показано, что явление сверхпроводимости обусловлено образованием куперовских пар из двух электронов с противоположным спином таким образом, что результирующий спин пары получается равным нулю и такой носитель становится способен распространяться без взаимодействия с кристаллической решеткой (если электрический ток – постоянный), что и выражается в нулевом сопротивлении.

Если при низких температурах (около 4 К) сверхпроводимость объясняется наличием куперовских пар, то с высокотемпературной сверхпроводимостью понятно далеко не все – образование стабильных куперовских пар на высокой температуре невозможно, хотя в свое время было высказано предположение о том, что такие пары все-таки образуются, но их число постоянно флуктуирует, а время жизни невелико.

Последнее исследование ученых из Корнелльского университета показывает, что легирование Bi-2212 приводит к «разупорядочиванию» электронов (electronic disorder), причем с применением сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) удалось разглядеть индивидуальные атомы примеси, вокруг которых электронная плотность отличается от того, что можно было бы ожидать в чистом купрате. Это наблюдение подтвердило теоретический расчет Питера Хиршфилда со товарищи из Университета Флориды, предсказавшего, что присутствие легирующих атомов искажает локальную атомную и электронную структуру. Это приводит к заметному изменению локального парного взаимодействия, которое определяет величину кинетической энергии (зависящей от температуры), при которой куперовская пара разрушается.

Если расчет верен, то контролируя положение атомов примеси, можно достичь больше критической температуры, что и было показано Хироши Эйсаки (Hiroshi Eisaki) и Шин-Ичи Учида (Shin-ichi Uchida), которым путем минимизации «электронного разупорядочивания», вызванного присутствием примеси, удалось довести критическую температуру Bi-2212 практически до 100 Кельвин.

15 августа 2005

03:27

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

Старшая модификация смартфона Samsung Galaxy Note8 в Китае будет стоить около 1200 долларов: В Китае за Samsung Galaxy Note8 будут просить до 1200 долларов

Появилось первое изображение объектива Olympus M.Zuiko Digital 17mm F1.2 Pro [Обновлено]: Новый объектив будет представлен одновременно с камерой Olympus OM-D E-M10 Mark III7

Рынок технологий обработки естественной речи к 2025 году достигнет 22,3 млрд долларов: Аналитики Tractica прогнозируют быстрый рост рынка технологий обработки естественной речи

Представлена видеокарта Asus ROG Strix RX VEGA64 OC Edition: Asus анонсировала 3D-карту ROG Strix RX VEGA64 OC Edition

Рынок DRAM во втором квартале 2017 года достиг 16,51 млрд долларов, доля Samsung превысила 46%: По сравнению с первым кварталом рынок DRAM вырос на 17%2

Опубликованы «живые» фото смартфона Motorola Moto X4: Ожидается выпуск двух вариантов устройства

Представлены процессоры Intel Core восьмого поколения, в рамках которого компания выпустит три различных семейства CPU: В восьмое поколение CPU Intel Core войдут решения Kaby Lake Refresh, Coffee Lake и Cannonlake 15

Фотогалерея дня: «шпионские» снимки компонентов смартфона Apple iPhone следующего поколения: Анонс смартфона Apple iPhone следующего поколения ожидается этой осенью13

Qualcomm расширяет сотрудничество с TSMC и другими тайваньскими компаниями: В числе партнеров Qualcomm названы Acer, Foxconn Electronics, Compal Electronics и Wistron

Карты памяти Adata ICFS314 соответствуют спецификациям CFast 2.0: Карты памяти Adata ICFS314 выпускаются объемом от 32 до 512 ГБ

Появились сведения о цене устройства Samsung Gear Fit2 Pro: Предположительно, умный браслет Samsung Gear Fit2 Pro будет представлен 23 августа

Процессоры Intel Core восьмого поколения будут заметно производительнее своих предшественников: Первые ноутбуки на процессорах Intel Core восьмого поколения должны появиться на рынке в сентябре32

В Samsung Galaxy Note 8 не будут использоваться аккумуляторы ATL: Специалисты не ожидают, что такое положение вещей нанесет сильный удар по ATL

Гарнитура виртуальной реальности HTC Vive подешевела до $599: Гарнитура конкурентов Oculus Rift стоит на 100 долларов меньше

Появились первые сведения о GPU AMD Radeon Vega 8 Mobile и Radeon Vega 10 Mobile: Графические процессоры AMD Radeon Vega Mobile интегрированы в APU Raven Ridge 7

Смартфон Meizu M6 Note с SoC Snapdragon 625 замечен в базе данных Geekbench: Анонс Meizu M6 Note намечен на 23 августа

Смартфон Meiigoo S8+ получит изогнутый дисплей и 8 ГБ ОЗУ: Что-то подсказывает, что в плане дизайна он будет похож на флагман южнокорейской компании Samsung2

Основная часть стартовой партии SoC Snapdragon 845 будет предназначена для Samsung Galaxy S9: Стоит констатировать, что по сути речь идет о повторении ситуации, которая наблюдалась весной этого года с SoC Snapdragon 8351

Названы даты начала приема предварительных заказов и начала отгрузки смартфонов Samsung Galaxy Note8: Анонс Samsung Galaxy Note8 ожидается 23 августа10

АС Google Home научилась воспроизводить музыку по Bluetooth : Функциональность работает в тестовом режиме, поэтому в некоторых случаях наблюдается прерывание воспроизведения3

Huawei распродает запасы смартфонов Mate 9, готовясь к анонсу Mate 10: Huawei Mate 9 Pro с 4 ГБ ОЗУ и 64 ГБ флэш-памяти в данный момент подешевел почти на 150 долларов 2

Uber может возглавить бывший директор General Electric: Uber сузила круг потенциальных руководителей компании до трех человек2

Инженер Samsung утверждает, что концепт смартфона Xiaomi Mi Mix 2 не может быть реальностью: Источник также сообщает, что соотношение сторон дисплея Xiaomi Mi Mix 2 сменится с 17:9 на 18:93

Ограниченная серия консолей Project Scorpio будет стоить столько же, сколько и Xbox One X: В продажу Project Scorpio и обычная версия Xbox One X поступят 7 ноября 2017 года5

Смартфон Xiaomi A1, выпущенный в рамках программы Android One, будет основан на модели Mi 5X: Xiaomi готовит смартфон A17

Мобильные процессоры Core i5 и Core i7 линейки Coffee Lake-U будут четырёхъядерными: CPU Core i5-8250U будет иметь четыре ядра3

Появилось первое изображение новой модели умного термостата Nest: Эван Блэсс опубликовал изображение нового термостата Nest6

ВИКТОРИНА ASUSTOR

Процессор с какой архитектурой установлен в ASUSTOR AS6302T, благодаря которому производительно выросла на 30% по сравнению с прошлым поколением?
1318

iXBT TV

  • Обзор легкой, компактной и дешевой мясорубки Kitfort KT-2101 Carnivora

  • Обзор беззеркальной фотокамеры Fujifilm X-T20

  • Обзор кинотеатрального DLP-проектора BenQ W11000 с эмуляцией разрешения 4К

  • AMD Ryzen Threadripper 1920Х и 1950X — тестирование 12-ядерного и 16-ядерного процессоров

  • Обзор мини-ПК ECS Liva Z на базе процессора Apollo Lake

  • Самый лучший процессор, неудачи Microsoft, гибкие наушники Samsung

  • Обзор цветного МФУ Xerox VersaLink C405 для малых и средних офисов

  • Обзор умного чайника Redmond SkyKettle RK-G200S с подсветкой и нагревом воды до нужной температуры

  • Конфигурируем мини-ПК: изучаем влияние памяти и накопителя на быстродействие системы

  • 3D-карты AMD Radeon RX Vega, цены, спецификации, смартфон Meizu Pro 7

  • Обзор лазерного цветного МФУ Canon imageRunner Advance C3520i, младшего в новой линейке

  • Обзор робота-пылесоса iBoto Aqua V710 с функцией влажной уборки

1212

Календарь

август
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

Рекомендуем почитать