Как работают высокотемпературные сверхпроводники

Новые измерения могут помочь физикам лучше понять работу сверхпроводников.

Измерения, проведенные в Национальном институте стандартов и технологий (NIST), могут помочь физикам понять, как функционируют сверхпроводники. Их поведение даже спустя десятилетия после открытия во многом остается загадочным.

Новое основанное на меди вещество позволило увидеть свойства, ранее не замеченные за сверхпроводниками. Новые данные могут послужить ключом к частичной разгадке тайны сверхпроводников.

Высокотемпературные сверхпроводники на медной основе сделаны из непроводящего материала под названием изолятор Мотта, кристаллическая структура которого подверглась изменению: изъятию или добавлению нескольких электронов. Поскольку количество электронов стало больше или меньше обычного,  сам материал подвергается постепенному преобразованию. В итоге получается материал, проводящий электричество почти без сопротивления.

До сих пор любые подходящие материалы могли быть преобразованы в сверхпроводник посредством либо удаления, либо добавления электронов, но не обоих действий сразу.

Однако новый материал, протестированный в Центре нейтронных исследований NIST, является первым, обнаруживающим свойства обоих режимов. Ученые из университета Осаки, университета Вирджинии, университета Тохоку, Японского центрального НИИ электроэнергетической промышленности и NIST применили нейтронную дифракцию, чтобы исследовать новый материал, известный лишь своей химической формулой YLBLCO.

Сверхпроводимость материала достигается с помощью удаления электронов. Однако если электроны добавить, материал также будет демонстрировать некоторые свойства сверхпроводников, и потому ученые теперь смогут изучить связь между двумя способами создания сверхпроводников. Эта возможность была недоступной прежде, до открытия амбиполярного материала.

Подробно результаты исследования описаны в издании Nature Physics.

03.09.2010