Вчені знайшли області, що відповідають за формування надпровідного стану.
Вченим Великобританії, США, Йорданії та Канади вдалося, за їхніми словами, домогтися істотного прогресу в розумінні механізму виникнення високотемпературної надпровідності, передає Lenta.ru.
У своїй роботі вчені досліджували електронні конфігурації нормальних і надпровідних станів недодопірованних високотемпературних надпровідників (ВТНП) на основі купратів. В результаті експериментів фізикам вдалося локалізувати вогнище виникнення так званих електронних кишень, і таким чином знайти області у зразку, які відповідають за формування надпровідного стану.
Також дослідники виявили незвичайну геометрію розподілу кишень, в простому випадку вона схожа на стопку блоків із настільних ігор Дженга. Об'єднання "кишень" у велику поверхню Фермі відповідає переходу зразка в надпровідний стан (споруді вежі з гри Дженга), а його перехід в нормальний стан - руйнування вежі з Дженга.
У дослідженнях вчені поміщали зразки купратів в сильне магнітне поле. Магнітна індукція поля, здатного придушити надпровідність у ВТСП в зразках, досягала значень порядка ста тесла - це приблизно в мільйон разів більше індукції магнітного поля Землі.
Зразки, з якими вчені проводили експерименти, купрати - доповані спеціальним чином з'єднання оксиду міді. Само доповання застосовується для зміни електропровідних властивостей твердого тіла, в даному випадку - оксиду міді, який разом з пероксидом барію утворює спеціальну шарувату структуру. Така структура призводить до залежності властивостей утвореного кристалу від взаємної орієнтації шарів (анізотропії), і в деяких випадках дозволяє управляти характеристиками нового з'єднання.
Надпровідність - звернення в нуль електричного опору при досягненні провідником деякого значення температури, званої критичною. Звичайна (низькотемпературна) надпровідність пов'язана з особливою будовою кристалічної решітки твердого тіла, яке проявляється при низьких температурах близько абсолютного нуля через припинення теплового руху атомів речовини, і утворення куперовських квазічастинок - пов'язаних пар електронів.
ВТСП мають відмінні від низькотемпературних надпровідників властивості, насамперед, квазідвомірність і Багатозонний. Ці властивості призводять до появи надпровідності при температурах до -243 градусів Цельсія (або до -135 градусів, як у роботі вчених). Двовимірна обумовлена шаруватою структурою надпровідника, а Багатозонний - відмінністю в організації кристалічних решіток шарів і їхньою взаємодією.
Вчені сподіваються, що матеріали, що мають структуру, аналогічну досліджуваним, проявлять хороші надпровідні властивості. Робота фізиків вселяє оптимізм у перспективи вивчення високотемпературної надпровідності в цілому, дослідження якої є однією з найважливіших завдань сучасної фізики конденсованого стану речовини.
Своє дослідження автори опублікували в журналі Nature, коротко з ним можна ознайомитися на сайті Кембриджського університету.