Ученые предложили механизм повышения температуры сверхпроводимости с помощью «квантового клея». Работа с участием ученых Московского института электроники и математики имени А. Н. Тихонова Высшей школы экономики показала, что дефекты в материале могут не разрушать, а усиливать сверхпроводимость. Об этом Науке Mail рассказали в пресс-службе вуза.
Обычно примеси дробят сверхпроводящее состояние на изолированные «островки». Хотя в них куперовские пары формируются при более высокой температуре, ток через весь образец не проходит. Ученые обнаружили, что при объединении дефектной подсистемы с чистой возникает однородная компонента — «квантовый клей». Она связывает разрозненные островки в единую сеть, позволяя току течь без потерь при повышенной температуре.
Результаты исследования от физиков МИЭМ ВШЭ подтвердили, что подход перспективен для:
- многослойных материалов, где можно чередовать чистые и грязные слои;
соединений на основе магния и бора (MgB₂), в которых одна электронная зона усиливает локальную сверхпроводимость, а другая обеспечивает прохождение тока;
веществ с плоскими электронными зонами, где электронам проще объединяться в пары;
систем на основе графена и графита, где формируются регулярные сверхструктуры, изменяющие электронные свойства и создающие условия для более сильной сверхпроводимости.
Наши расчеты показывают, что при правильном соединении дефектных и чистых областей материал получает и высокую температуру сверхпроводимости, и способность пропускать ток без сопротивления. Обычно беспорядок разрушает этот эффект, но мы увидели обратное: дефекты могут стать ресурсом, который помогает создавать более устойчивые и высокотемпературные сверхпроводники.
Открытие позволит создавать сверхпроводники, в которых дефекты будут не препятствием, а ресурсом для повышения эффективности. Исследование опубликовано в журнале Communications Physics.
Ранее Наука Mail писала о софте для выявления дефектов микросхем.
