Для создания сверхпроводимости научились манипулировать атомами

Физики из Иллинойсского университета в Чикаго смогли разместить отдельные атомы на подложке в виде структуры, в которой коллективное поведение электронов может обеспечивать сверхпроводимость. Статью о работе исследователи опубликовали в журнале Nature Communications.

Ученые уже давно проявляют интерес к сверхпроводникам — материалам, которые при определенной температуре теряют сопротивление и могут проводить электричество без потерь энергии и нагрева. Такие материалы помогут существенно снизить экономические затраты и сделать электронику более эффективной. Однако у всех материалов подобного рода существует одна проблема: они могут находиться в состоянии сверхпроводимости только при очень низких температурах.

Для создания так называемых высокотемпературных сверхпроводников ученым необходимо до конца понять механизмы появления сверхпроводимости и найти структуры, связанные с этим свойством. В новом исследовании американские ученые показали, что при размещении атомов кобальта на металлической подложке в форме капли Кондо они могут проявлять свойства сверхпроводников.

Сначала авторы теоретически предсказали, что для определенных расстояний между атомами кобальта система должна проявлять коллективное поведение, соответствующее состоянию сверхпроводимости. Исследователи рассчитали точные межатомные расстояния, при которых становится возможным такое поведение, и смогли воссоздать систему на практике.

Физики использовали атомную манипуляцию, чтобы разместить одиночные атомы кобальта на металлической поверхности меди в виде идеально упорядоченной гексагональной структуры, получившей название капли Кондо. Исследователи смогли подтвердить свои предсказания на практике: они выяснили, что коллективное поведение появляется в каплях Кондо, содержащих всего лишь 37 атомов кобальта.

«Это важный шаг вперед, поскольку создание коллективного поведения является фундаментальным строительным блоком, благодаря которому возникает сверхпроводимость. Это позволяет нам еще на один шаг приблизиться к разработке теории, описывающей процесс превращения материалов в сверхпроводники при комнатной температуре», — подчеркивает один из исследователей, профессор Иллинойсского университета в Чикаго Дирк Морр.

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