Новый тип сверхпроводника, обладающий внутренними магнитными свойствами, зафиксировали физики из Массачусетского технологического института (MIT). Исследователи наблюдали это необычное состояние в графите. Об этом стало известно из результатов исследования, опубликованных в журнале Nature.
Открытие основано на хиральном сверхпроводнике — материале, который может передавать электрический ток без сопротивления и одновременно проявлять магнитное поведение. Впервые такой феномен был замечен в микроскопических фрагментах графена, уложенных в редкой ромбической конфигурации. Эти многослойные структуры, как оказалось, способны проявлять свойства, которые ранее не наблюдали в графите.
Ученые изолировали фрагменты ромбического графена и охладили их до 300 миллиКельвинов (примерно -273°C). В этих условиях материал становился сверхпроводником: электрический ток проходил через него без сопротивления. Однако при воздействии внешнего магнитного поля материал демонстрировал переключение между двумя устойчивыми состояниями — так же, как ведет себя магнит. По словам ученых, это свойство отсутствует в обычных сверхпроводниках.
Общее представление заключается в том, что сверхпроводники не любят магнитные поля. Мы полагаем, что это первое наблюдение сверхпроводника, который ведет себя как магнит с такими прямыми и простыми доказательствами. Это довольно странно, потому что идет вразрез с общим представлением о сверхпроводимости и магнетизме.
При изменении направления магнитного поля на фоне приложенного напряжения ученые зафиксировали резкий скачок сопротивления материала в двух отдельных точках, после чего оно вновь снижалось до нуля. По их мнению, это указывает на существование внутреннего магнитного момента, присущего сверхпроводящему состоянию.
Ученые предполагают, что ключевую роль здесь сыграла особая укладка слоев графена. В таких структурах электроны могут коллективно занимать одно и то же состояние — «долину» — и при этом образовывать пары с ненулевым моментом. Как отмечают исследователи, это приводит к эффекту внутреннего вращения, создающему магнитность.
Исследование проводилось при участии ученых из Университета штата Флорида, Университета Базеля и Национального института материаловедения Японии.
Ранее Наука Mail писала, что инженеры научились проектировать подвижные белки с помощью ИИ.