Ученые нашли изящное решение одной из главных проблем современной энергетики. Изменение поверхности под сверхтонким материалом позволило сохранить его уникальные свойства даже в экстремальных условиях. Статья об открытии опубликована в журнале Nature Communications.
Исследователи из Технического университета Чалмерса (Швеция) заявили о важном технологическом прорыве в области сверхпроводников. Эти материалы могут передавать электричество вообще без потерь, однако их использование всегда ограничивалось необходимостью охлаждения до экстремально низких температур и чувствительностью к магнитным полям.
Инновационный подход к материалам
Вместо того чтобы годами подбирать новые химические составы, команда физиков решила зайти с другой стороны. Они обратили внимание на базовую поверхность, или подложку, на которой выращиваются сверхтонкие слои проводящего материала — в данном случае купрата, соединения на основе оксида меди.
Ученые подвергли подложку термической обработке в вакууме. Этот процесс создал на ее поверхности строго упорядоченный рельеф из микроскопических холмов и впадин, размер которых не превышает нескольких нанометров. На эту рельефную основу был нанесен тончайший слой проводника.
Перспективы для технологий
Результат превзошел ожидания. Атомы подложки начали «направлять» атомы верхнего слоя. Этот крошечный рельеф изменил электронную среду на границе двух материалов, создав идеальные условия для стабильной работы всей системы.
Благодаря этому подходу физикам удалось сохранить сверхпроводимость при температурах, которые значительно выше тех, что требовались ранее. Более того, новый материал перестал терять свои свойства даже при воздействии мощного магнитного поля, что раньше считалось критической проблемой.
Это открытие формирует совершенно новый принцип проектирования электроники. В перспективе технология поможет создать сверхэффективные энергетические сети, энергосберегающие дата-центры и мощные квантовые компьютеры, которые не будут нуждаться в громоздких и дорогих системах охлаждения.
Ранее Наука Mail рассказывала, что нейросеть помогла найти связь между хаосом и сверхпроводимостью.
