Сверхпроводимость фуллеритов: достигнут ли предел?

-->

Известно, что допирование фуллеритов C60 щелочными металлами (A) приводит к возникновению сверхпроводимости. Критическая температура Tc в A3C60 увеличивается с ростом радиуса ионов A+ (то есть с ростом расстояния между молекулами C60) от 19 К при A = K [1] до 33 К при A = Rb [2]. Так как максимальный радиус имеет ион Cs+, то и максимальную Tc можно ожидать в Cs3C60.

До сих пор этот фуллерит не удавалось синтезировать в чистом виде. Вообще допированные фуллериты A3C60 обычно синтезируют в твердой фазе, либо получают из раствора соответствующих прекурсоров в жидком аммиаке. В обоих случаях образцы состоят из мелких гранул, и даже если они являются более или менее однофазными, объем “мейснеровской фракции” не превышает нескольких процентов [1,2].

Zavisimost__Tc_ot_davlenija.jpgРис. 1. Зависимость Tc от давления для Cs3C60. На вставке – зависимость доли сверхпроводящей (мейснеровской) фракции от давления

В работе [3] сотрудники нескольких университетов Великобритании сообщили об успешном синтезе объемных образцов Cs3C60 с использованием метиламина в качестве растворителя. Сверхпроводимость в них появляется при гидростатическом сжатии, причем Tc зависит от давления P немонотонно и имеет максимум 38 К при P ≈ 7 кбар (рис. 1). Доля мейснеровской фракции очень высока и достигает 70% (вставка на рис. 1).

A15_i_GCK.jpgРис. 2. А15 и ГЦК – два возможных типа кристаллической структуры A3C60

Интересно, что K3C60 и Rb3C60 имеют ГЦК структуру, тогда как в Cs3C60 наблюдается структура типа А15 (рис.2). Примечательно сходство зависимостей Tc от P в Cs3C60 и Tc от концентрации носителей в купратных ВТСП. Теперь в распоряжении исследователей имеются качественные образцы, и весь арсенал современных экспериментальных методик может быть использован для исследования особенностей сверхпроводящего состояния допированных фуллеритов.

Достигнута ли в Cs3C60 предельная Tc? Что касается фуллеритов из фуллеренов C60 – по-видимому, да. Но ведь есть и другие фуллерены, из которых тоже можно попытаться изготовить сверхпроводящие фуллериты или полимеры [4].

  • 1. Nature 350, 600 (1991)
  • 2. Nature 352, 222 (1991)
  • 3. Nature Mater. 7, 367 (2008)
  • 4. Письма в ЖЭТФ 87, 447 (2008)
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

ПерсТ: Сверхпроводимость фуллеритов: достигнут ли предел?