Новый китайский никелевый сверхпроводник работает при температуре выше -387°F при нормальном давлении:
Физики из Китая сообщают о создании нового высокотемпературного сверхпроводника на основе никеля при комнатной температуре.
South China Morning Post (SCMP) сообщила, что эта разработка принадлежит исследователям из Южного университета науки и технологий (SUSTech) в Шэньчжэне, Китай. Для этого команда создала тонкую пленку оксида никеля.
Сообщается, что этот сверхпроводник на основе никеля может достигать сверхпроводимости выше -233°C (минус 387 по Фаренгейту) при «нормальном давлении». Это редкое достижение, поскольку ранее такой прорыв демонстрировали только купраты и материалы на основе железа.
«Наши результаты открывают путь для комплексных исследований никелатных сверхпроводников в условиях атмосферного давления и для изучения сверхпроводимости при более высокой температуре перехода посредством деформационной инженерии в гетероструктурах», — пишут исследователи в исследовательской статье, опубликованной в журнале Nature.
Проблема сверхпроводимости
Сверхпроводимость — это явление, при котором материал теряет всякое электрическое сопротивление и испускает магнитные поля при температуре ниже определенной.
Это происходит, когда материал охлаждается до критической температуры. Традиционно для этого требовались чрезвычайно низкие температуры, что делало это непрактичным для многих применений.
Хотя многие вещества демонстрируют такое поведение ниже -250 градусов Цельсия, реальная проблема заключается в поиске материалов, которые могут достичь сверхпроводимости при более высоких температурах. Те, которые могут поддерживать это состояние нулевого сопротивления выше -233 градусов Цельсия, классифицируются как «высокотемпературные» сверхпроводники.
Значимость высокотемпературных сверхпроводников заключается в их способности охлаждаться жидким азотом, что гораздо более экономично и эффективно, чем охлаждающие жидкости, необходимые для стандартных сверхпроводников.
До сих пор только материалы на основе меди и железа достигли высокотемпературной сверхпроводимости при давлении окружающей среды. Материалы на основе никеля ранее требовали огромного давления, что ограничивало их изучение и использование.
«Изначально высокотемпературная сверхпроводимость на основе никеля могла быть достигнута только при чрезвычайно высоком давлении — до сотен тысяч атмосфер, что по сути эквивалентно давлению внутри Земли», — рассказал CCTV соавтор Чэнь Чжоюй.
Никелатный сверхпроводник
Исследователи из SUSTech потратили три года на разработку уникального метода создания своего никелатного сверхпроводника. Этот материал состоит из никеля, кислорода и двух редкоземельных металлов: лантана и празеодима.
Они расположили эти элементы таким образом, чтобы достичь сверхпроводимости при давлении окружающей среды, что является значительным достижением по сравнению с предыдущими методами, требовавшими экстремальных давлений.
При формировании тонких слоев материал переходил в сверхпроводящее состояние при температуре около -228 градусов по Цельсию.
«Открытие двухслойных никелатных сверхпроводников под высоким давлением открыло новую главу в области высокотемпературной сверхпроводимости», — говорится в исследовании.
«Наша работа позволяет проводить экспериментальные исследования механизма сверхпроводимости с большей осуществимостью», — добавили в нем.
Согласно SCMP, профессор Сюэ Цикунь изложил будущие исследовательские планы команды. Он заявил об их намерении использовать «уникальную экспериментальную технологию», которую они разработали, для исследования более широкого спектра материалов.
Они стремятся еще больше расширить границы сверхпроводимости, в частности, стремясь достичь еще более высоких температур перехода при сохранении нормального атмосферного давления.
Цикунь также подчеркнул, что эта разработка представляет собой «крупное новшество» в стремлении Китая к созданию независимых экспериментальных технологий.
Сверхпроводники имеют разнообразное применение, включая аппараты МРТ, поезда на магнитной подвеске, передачу электроэнергии и термоядерные реакторы.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
Читайте нашу главную страницу — Взгляд в будущее, Инновации, Технологии, Наука, Новые открытия, Изобретения