Физика

В потере никелатами сверхпроводимости оказался виновен водород

Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

Сотрудники Венского технического университета вместе с коллегами из Китая и Германии нашли причину того, что многие никелаты не демонстрируют ранее обнаруженную у них сверхпроводимость при достаточно высоких температурах. Оказалось, что это обуславливает присутствие в их структуре атомов водорода. Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.

В прошлом году материаловеды обнаружили, что перспективными для использования в качестве сверхпроводников являются никелаты — соединения, в состав которых входят атомы никеля, соединенные с кислородом. Впервые это было обнаружено исследователями из Стэнфордского университета, но последующие попытки воспроизвести явление другими научными группами не удались.

Авторы нового исследования решили разобраться, чем же обуславливалась сверхпроводимость созданных в Стэнфорде никелатов. Для этого исследователи проанализировали никелаты с помощью суперкомпьютерных алгоритмов и обнаружили, что они чрезвычайно восприимчивы к водороду в структуре материала. Выяснилось, что при синтезе некоторых никелатов водород и вправду может попасть в материал, что полностью изменяет его электронные свойства.

«Это происходит не со всеми никелатами, — говорит ведущий автор исследования, научный сотрудник Венского технического университета Лян Си. — Наши расчеты показывают, что для большинства из них энергетически более выгодно включать водород, но полученные коллегами из Стэнфордского университета материалы его не содержали. Даже небольшие изменения в условиях синтеза могут иметь большое значение». В прошлую пятницу, 24 апреля, результаты исследования подтвердила группа ученых из Национального университета Сингапура, которой также удалось создать сверхпроводящие никелаты. Они построили процесс синтеза так, что водород выходил из структуры материала.

Рассчитать параметры таких материалов, по словам исследователей, очень сложно, ведь они содержат множество частиц разного типа. В новой работе авторы смогли объединить различные методы и даже оценить критическую температуру, при достижении которой тот или иной материал переходит в сверхпроводящее состояние. Раньше такие надежные расчеты были невозможны. В частности, ученые из Венского технического университета смогли рассчитать допустимый диапазон концентрации стронция, внутри которого которого никелаты являются сверхпроводящими. Это предсказанное значение затем было подтверждено в эксперименте.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.