Физики удивлены исчезновением и появлением сверхпроводимости в селен железе

Сверхпроводимость - редкое физическое состояние, в котором материя способна проводить электричество, поддерживать поток электронов без всякого сопротивления. Это явление встречается только в некоторых материалах при низких температурах, или может быть вызвано высоким внешним давлением.

Исследования по  созданию сверхпроводников при более высоких температурах продолжается уже на протяжении двух десятилетий. Новая работа команды ученых, в которую входят Сяо-Цзя Чен (Xiao-Jia Chen) и Хо Кван “Dave” Мао (Ho-kwang Mao)  демонстрирует неожиданные явления сверхпроводимости в типе халькогенидного соединения селен железа. Их работа опубликована в журнале Nature 22 февраля.

Электрическое сопротивление сверхпроводящего вещества исчезает при критической температуре перехода Тс. В начале, обычные сверхпроводники должны были быть охлаждены до очень низких температур, ниже Tс-для того, чтобы электричество текло свободно. Затем, в 1980-х годах ученые обнаружили класс относительно высокотемпературных сверхпроводников. Исследователи продолжают изучать это явление и искать его в массиве материалов.

Было установлено, что сверхпроводимость может зависеть от кристаллической структуры вещества, заряда электрона, или орбиты его электронов.

Недавно ученые обнаружили сверхпроводимость на основе халькогенидов селен железа. Халькогениды являются соединениями, которые объединяют элементы из 16  группы в периодической таблице (имеется в виду сера, селен, теллур), другим элементом в соединении является железо. Было известно, что под давлением селенид железа проявляет сверхпроводимость в температурном диапазоне между –406 и –402 градусами по Фаренгейту (30−32 К). Но группа исследователей во главе с Лилинг Сан (Liling Sun) из Китайской академии наук и Сяо-Цзя Чен обнаружили вторую волну сверхпроводимости, которую  можно наблюдать при более высоких давлениях.

Работая с селенидом железа, команда наблюдала температурный переход, который начинается при –400 градусов по Фаренгейту (33 K) при давлении в 16000 раз выше нормального атмосферного давления (1,6 ГПа) и смещается в сторону низких температур с ростом давления, пока не обращается в 0 при 89000 кратном атмосферном давлении(9 ГПа). Но после сверхпроводимость снова появляется при давлениях с переходом температуры около –373 градусов по Фаренгейту и 122000 кратном атмосферном давлении (12,4 ГПа).

Эти наблюдения подчеркивают поиск высокотемпературной сверхпроводимости в сложных структурных и магнитных материалах”,- говорит Чен.

Они подтвердили эти результаты с различными магнитными и электрическими измерениями сопротивления. Они также смогли найти сверхпроводимость в другом типе соединения на основе халькогенидов селен железа, в очень сходных условиях.
Они отметили, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, что происходит на более тесном структурном уровне.
Чен заявил, что “наша работа будет стимулировать будущие исследования, как экспериментальные, так и теоретические, чтобы выяснить, что вызывает это возрождение сверхпроводимости”.

По данным Carnegie Institution

© 2012 Мир Инноваций

Похожие новости

Ответить

Последние комментарии

  • Загрузка...

Фотогалерея

Войти