ТУ Вин провел расчеты, которые предполагают использование драгоценного металла палладия в качестве материала “Златовласка” для создания сверхпроводников, которые остаются сверхпроводящими даже при относительно высоких температурах.
В области современной физики ведется волнующая работа: определяется оптимальный метод создания сверхпроводников, которые сохраняют свою сверхпроводимость при высоких температурах и давлении окружающей среды. В последнее время этот поиск активизировался благодаря появлению никелатов, открывающих новую эру сверхпроводимости.
В основе этих сверхпроводников лежит никель, что побудило многих ученых называть этот период исследований сверхпроводимости “никелевым веком”. Во многих аспектах никелаты похожи на купраты, которые были обнаружены в 1980-х годах и основаны на меди.
Но теперь в игру вступает новый класс материалов: в сотрудничестве между Венским университетом и университетами Японии стало возможным более точно моделировать поведение различных материалов на компьютере, чем раньше.
Существует “зона златовласки”, в которой сверхпроводимость работает особенно хорошо. И эта зона достигается не никелем и не медью, а палладием. Это может ознаменовать новую ”эру палладатов” в исследованиях сверхпроводимости. Результаты теперь опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.
Поиск более высоких температур перехода
При высоких температурах сверхпроводники ведут себя очень похоже на другие проводящие материалы. Но когда они охлаждаются ниже определенной “критической температуры”, они резко меняются: их электрическое сопротивление полностью исчезает, и внезапно они могут проводить электричество без каких-либо потерь. Этот предел, при достижении которого материал переходит из сверхпроводящего состояния в нормально проводящее, называется “критической температурой”.
“Мы смогли рассчитать эту “критическую температуру” для целого ряда материалов. С помощью нашего моделирования на высокопроизводительных компьютерах мы смогли предсказать фазовую диаграмму никелированной сверхпроводимости с высокой степенью точности, как показали последующие эксперименты”, – говорит профессор Дж. Карстен Хелд из Института физики твердого тела Венского университета.
Многие материалы становятся сверхпроводящими только чуть выше абсолютного нуля (-273, 15 ° C), в то время как другие сохраняют свои сверхпроводящие свойства даже при гораздо более высоких температурах. Сверхпроводник, который все еще остается сверхпроводящим при нормальной комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении, произвел бы фундаментальную революцию в том, как мы производим, транспортируем и используем электричество. Однако такой материал еще не был обнаружен.
Тем не менее, высокотемпературные сверхпроводники, в том числе из класса купратов, играют важную роль в технологии – например, в передаче больших токов или в создании чрезвычайно сильных магнитных полей.
Палладаты как оптимальное решение
“Палладий находится на одну строчку ниже никеля в периодической таблице. Свойства схожи, но электроны там в среднем находятся несколько дальше от атомного ядра и друг от друга, поэтому электронное взаимодействие слабее ”, – говорит Карстен Хелд.
Модельные расчеты показывают, как достичь оптимальных температур перехода для данных по палладию. Ученые полагают, что теперь смогут использовать полученные для начала экспериментальных исследований – для лучшего понимания сверхпроводимости и создания еще более совершенных сверхпроводников, это может продвинуть вперед всю область исследований. Об этом сообщает SCITECHDAILY.