Російські вчені виявили нові ефекти в надпровідниках

Дослідження в Інституті твердої хімії Уральської філії російської академії наук дізналися, які процеси в комплексних киснево-контейнерних матеріалах впливають на їх критичну температуру. Результати дослідження дадуть поштовх до створення нових матеріалів, які можуть призвести до революційних змін у багатьох технічних галузях. У ході дослідження вчені виявили, що перехідна температура шарованих систем на основі заліза до надпровідного стану знижується майже в два рази з збільшенням кількості кисневих вакансій (фрагменти кристалічної решітки з кисневими атомами, відсутніми де вони повинні бути) від 37K для носометричного складу до 20K для киснево-дефіцитних фаз.

Відкрито шарні системи (клас речовин з високою температурною надпровідністю) на основі заліза. Дослідження таких надпровідників останнім часом активно розвивається. Після того, як вчені сподіваються знайти матеріали, для яких можна буде переходити до надпровідного стану при досить високих температурах, що призведе до революційних змін у багатьох галузях промисловості, від обчислювальної техніки до простору.

Такі матеріали будуть мати менші обсяги-маси, а властивості перевершують звичайними надпровідниками. В ідеалі вчені сподіваються мати суперпровідник, що працює при кімнатній температурі.

Найбільший інтерес сьогодні є складними кисневими матеріалами як один з класів залізобетонних сполук. У цих структурах відокремлюються шари оксидів заліза. Однією з найбільш інтригуючих особливостей таких надпровідних матеріалів є киснева нетоітіометрія, тобто відхилення кількісних відносин між компонентами хімічних сполук, визначених правилами. Відомо, що зміни структури таких надпровідних матеріалів можуть вплинути на значення їх критичної температури. Вивчивши візерунки такої залежності, можна буде синтезувати речовини з дуже високими значеннями критичних температур.

Завдяки теоретичним розрахункам, дослідники вивчали ідефітивну систему кисню, щоб зрозуміти, як кисневі вакансії впливають на його структурні та електронні властивості.

В результаті вчені уклали, що структура і стабільність надпровідників залежать від позиції вакантності кисню. Таким чином, якщо вакансія утворюється в положенні, що хіміки називають 2c, після чого збережена оригінальна структура стоіциометричного кристала. Повернено, якщо порушується вакантність в положенні, позначеному науковцями як 4ф, структура оригінальних кристальних решіток. Тому, як правило, кисневі вакансії відбуваються в положенні 2c, так як багато вакантних вакансій зробить суперпровідник дуже нестабільним.

Джерело: www.strf.ru

Інноваційний центр "Сколково" Соціальні мережі: у контакті, Twitter, Facebook та Google+

Веб-сайт: www.sk.ru

Веб-камера