Как ученые научились управлять сверхпроводимостью с помощью давления

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В мире науки постоянно происходят открытия, которые могут перевернуть наше представление о материи и ее свойствах. Одним из таких открытий стало недавнее исследование, проведенное китайскими учеными, которое проливает свет на удивительный феномен сверхпроводимости, возникающий под воздействием давления в особых структурах — гетероструктурах Ван-дер-Ваальса.

Что такое гетероструктуры Ван-дер-Ваальса?

Представьте себе слоеный пирог, где каждый слой обладает своими уникальными свойствами. Гетероструктуры Ван-дер-Ваальса — это материалы, состоящие из нескольких таких слоев, связанных между собой слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Это позволяет создавать материалы с совершенно новыми свойствами, комбинируя различные слои, как детали конструктора.

Сверхпроводимость, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Сверхпроводимость и волны зарядовой плотности: танец электронов

В гетероструктуре 6R-TaS₂, состоящей из слоев дисульфида тантала, ученые обнаружили удивительное взаимодействие между двумя квантовыми явлениями: сверхпроводимостью, при которой электрическое сопротивление материала падает до нуля, и волнами зарядовой плотности (ВЗП) — периодическим изменением плотности электронов в материале.

Давление — ключ к управлению квантовыми явлениями

Исследователи обнаружили, что, изменяя давление, можно управлять взаимодействием между сверхпроводимостью и ВЗП в 6R-TaS₂. При повышении давления критическая температура, при которой материал переходит в сверхпроводящее состояние, сначала растет, затем выходит на плато, после чего снижается и, наконец, снова начинает расти при еще больших значениях давления.

Разгадка тайны: джозефсоновская связь

Объяснение этого необычного поведения кроется в изменении свойств одного из слоев 6R-TaS₂ - слоя 1T-TaS₂ - под воздействием давления. Этот слой играет роль своеобразного «мостика» между двумя сверхпроводящими слоями 1H-TaS₂. Под давлением 1T-TaS₂ сначала переходит из изолятора в металл, сохраняя при этом статическую ВЗП. Затем ВЗП начинает флуктуировать, и, наконец, слой 1T-TaS₂ сам становится сверхпроводящим. Этот процесс влияет на силу «связи» между сверхпроводящими слоями 1H-TaS₂, которая описывается явлением, известным как джозефсоновская связь.

Сверхпроводимость, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Перспективы: новый взгляд на квантовый мир

Открытие китайских ученых не только расширяет наши знания о свойствах гетероструктур Ван-дер-Ваальса, но и открывает новые пути для изучения сверхпроводимости в сложных квантовых материалах. Понимание механизмов, управляющих сверхпроводимостью, чрезвычайно важно для разработки новых материалов с улучшенными свойствами, которые найдут применение в самых разных областях, от электроники до квантовых компьютеров.

Исследование подтверждает, что гетероструктуры Ван-дер-Ваальса являются уникальной платформой для изучения фундаментальных квантовых явлений и создания новых материалов с необычными свойствами. Это открывает перед нами удивительные перспективы для развития науки и технологий будущего.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему кухонная вытяжка начинает шуметь сильнее обычного, и как решить эту проблему

Кухонная вытяжка — один из тех бытовых приборов, к которому быстро привыкают. Пока она работает тихо и незаметно, на неё редко обращают внимание. Но если однажды привычный звук...

Беспроводная мышка Acer OMR225 Pro: Мультипоинт и два колеса прокрутки

Эта мышка привлекла меня своей формой, и наличием бокового колеса прокрутки. Я уж было подумал что это то что мне надо. Но, реальность оказалась иной. Я не скажу что эта мышка плохая, но мои...

Как правильно называется самец кукушки — и почему всё не так просто

Иногда это звучит как шутка из викторины. Вроде бы простой вопрос, как правильно называется самец кукушки. Кажется, сейчас будет какое-нибудь редкое слово, забытый термин, что-то из старых...

Почему градирни в основном имеют такую вогнутую форму

Градирни, или охлаждающие башни, являются неотъемлемой частью многих промышленных и энергетических комплексов. Эти внушительные бетонные конструкции высотой до сотен метров, их можно увидеть на...

Между небом и землёй: сверхъестественное в полотне «Христос в пустыне» Крамского

Картина Ивана Николаевича Крамского «Христос в пустыне» — одно из самых глубоких и философских произведений русской живописи. За это полотно Крамского выдвинули на звание профессора...

Солнце покинуло центр Млечного Пути: как гравитационная перестройка выбросила нашу звезду на окраину Галактики

Современные астрофизические данные указывают на то, что Солнечная система находится не там, где она изначально сформировалась. Наша звезда располагается на расстоянии около 26 тысяч световых лет...