Раскрыты тайны "горячей" сверхпроводимости

Ученые из Принстона (Princeton University), используя специально сконструированный микроскоп, смогли узнать больше о физике высокотемпературных сверхпроводников.

Как сообщает PhysOrg, ученым удалось исследовать поведение высокотемпературного сверхпроводника площадью 30 квадратных нанометров при приближении к температурной границе потери сверхпроводимости.

На основе полученных данных учеными было сделано важное заявление: оказывается, сверхпроводящие электронные пары локализованы в определенных участках поверхности наноматериала, и даже с повышением температуры сверх критической для высокотемпературного сверхпроводника, они не меняют своего расположения.

Карта распределения пар Купера на керамическом образцеРис. 1. Карта распределения пар Купера на керамическом образце

В прошлом веке наиболее «горячими» сверхпроводниками считались специальные материалы, охлажденные до температуры ниже, чем  –200 ºС. Они были открыты более двух десятилетий назад.

Однако с течением времени ученым стало известно, что «горячие» сверхпроводники особого типа могут работать при температуре, близкой к –100 ºС.

Как сообщает PhysOrg, ученые из Принстона сделали новый научный инструмент на основе обычного сканирующего туннельного микроскопа. Благодаря новому устройству ученые получили информацию о сверхпроводящих свойствах нанокерамики при плавном изменении температуры – от нормальной для сверхпроводника, до критической и выше нее. Особенность микроскопа – тонкая настройка энергетического режима, позволяющая визуализировать распределение пар Купера на поверхности материала.

Новый инструмент был использован для исследования высококачественных сверхпроводников на основе оксида меди.

Ранее считалось, что сверхпроводящие пары Купера пропадают при повышении температуры, но это оказалось не так. «Карта» показала их наличие даже когда температура поднялась выше на 10ºС от критической, при которой материал перестает быть сверхпроводником. Правда, при этом керамический сверхпроводник теряет свои свойства, но, тем не менее, не теряет «сверхпроводящего потенциала», как считалось ране.

Как говорят исследователи, их открытие будет чрезвычайно важно для материаловедения и энергетики, так как до сих пор существуют проекты по передаче электроэнергии без потерь на основе сверхпроводников, а также различных электрических установок с включением сверхпроводящих материалов. Правда, до реальных проектов по транспорту электроэнергии далеко, в основном, из-за температурного режима «горячих» сверхпроводников (около –200ºС), использование этих экзотических материалов пока возможно только в специальных экспериментальных электроустановках.

Но все же исследование, проведенное учеными крайне важно – новый инструментарий поможет узнать все «тайны» сверхпроводимости нанокерамик, без которых невозможно сделать более качественные высокотемпературные сверхпроводники.

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

1. PhysOrg: Nanoscale imaging reveals unexpected behaviors in high-temperature superconductors