Китайцы нашли новый путь к сверхпроводимости при комнатной температуре

Традиционные сверхпроводники имеют под собой хорошую теоретическую базу, тогда как новые виды сверхпроводимости в нетрадиционных материалах описаны недостаточно подробно, и исследователи движутся к открытиям буквально наощупь. Однако группа китайских учёных синтезировала новый класс сверхпроводящих материалов, поиск которого велся осмысленно, а не наугад, как это зачастую бывает в сфере сверхпроводников.

Источник изображения: Patrick Gaillardin/Look At Sciences/SPL

По словам Лилии Боэри (Lilia Boeri), физика из Римского университета Сапиенца (Sapienza University of Rome), успехи исследователей SUSTech в точном проектировании свойств материала помогут лучше понять нетрадиционную сверхпроводимость: «Идея о том, что у вас есть система, которую вы можете как бы экспериментально настроить, — это нечто весьма захватывающее».

Ещё в 2019 году физики из Южного университета науки и технологии (SUSTech) в Шэньчжэне (Китай) обнаружили признаки того, что содержащие никель соединения ведут себя аналогично сверхпроводникам, хотя и при температурах значительно ниже. Структурное сходство этих материалов с купратами породило надежду на то, что никелаты — соединения на основе никеля — можно заставить работать при более высоких температурах, как высокотемпературные сверхпроводники.

С тех пор никелаты стали претендовать на звание третьего класса нетрадиционных сверхпроводников после купратов (соединений меди) и пниктидов (соединений железа). Никелаты демонстрировали признаки сверхпроводимости при достаточно низкой температуре (-228 °C), но при обычном атмосферном давлении, что само по себе уже можно назвать прорывом.

Источник изображения: ИИ-генерация DALL·E/3DNews

В свежей работе, опубликованной в журнале Nature, учёные SUSTech сообщили о синтезе тонкой плёнки никелата, демонстрирующей при обычном атмосферном давлении все признаки сверхпроводимости — от нулевого сопротивления току до вытеснения магнитного поля при температурах ниже критической.

«Есть огромная надежда, что в конечном итоге мы сможем повысить критическую температуру и сделать [такие материалы] более полезными для практического применения», — заявил Даньфэн Ли (Danfeng Li), физик из Городского университета Гонконга.

Купраты сегодня демонстрируют сверхпроводимость при температуре -123 °C. Никелаты пока значительно уступают им по этому параметру, но открытие китайских учёных, которые осознанно синтезировали новый материал и добились желаемого результата, заложило основу для создания материалов того же класса с более высокой критической температурой.

Эта и другие работы привлекли внимание множества лабораторий по всему миру. Учёные стремятся детально изучить новые материалы и добиться прорывных открытий, способных революционизировать энергетику, медицинскую диагностику, магнитный транспорт и другие передовые технологии.