Создан сверхпроводник, которому не нужны экстремальные температура и давление

Инженеры разработали материал, который проявляет сверхпроводящие свойства при нормальной температуре и относительно низком давлении.

Инженеры из Университета Рочестера представили новый материал — легированный азотом гидрид лютеция. Он проявляет сверхпроводящие свойства при температуре 20,5 °С и давлении в 10 кбар. Разработка открывает широкий спектр для практического применения таких материалов: от сокращения потерь на электростанциях до маглевов и эффективной электроники.

В большинстве случаев для возникновения сверхпроводимости — свойства, при котором материал обладает нулевым сопротивлением, — требуются температуры, близкие к абсолютному нулю и экстремально высокое давление. Исследователи уже использовали гидриды, созданные путем объединения редкоземельных металлов с водородом, в качестве высокотемпературных сверхпроводников. Но для их работы также требовалось давление в несколько Мбар, которое затрудняет практическое применение материалов.

Гидриды редкоземельных металлов образуют каркасные структуры, в которых ионы редкоземельных металлов действуют как доноры-носители, обеспечивая достаточное количество электронов, которые усиливают диссоциацию молекул водорода. Азот и углерод помогают стабилизировать материалы, объясняют ученые. В своем исследовании они использовали в качестве основы лютеций.

Исследователи создали газовую смесь из 99% водорода и 1% азота и поместили ее в реакционную камеру с чистым образцом лютеция. В результате реакции, которая продолжалась в течение нескольких дней при температуре 200 °С, исследователи получили порошок голубоватого света. После этого материал сжали в ячейке с алмазной наковальней. 

Переход легированного азотом гидрида лютеция в сверхпроводящее состояние под давлением. Изображение: Ranga P. Dias, Universityt of Rochester

По мере изменения давления исследователи открыли два возможных состояния материала: от сверхпроводящего «розового» при относительно небольшом давлении до ярко-красного несверхпроводящего металлического состояния. При этом эксперименты показали, что для индукции сверхпроводимости при нормальной температуре было достаточно давления в 10 кбар.

Хотя такое давление существенно больше атмосферного, технологии, которые применяются, например, в производстве микросхем, используют и более высокое давление. Это открывает возможности для практического применения сверхпроводников в различных сферах.

Путь к сверхпроводящей бытовой электронике, линиям передачи энергии, транспорту и значительным улучшениям магнитного удержания для термоядерного синтеза теперь стал реальностью. Мы считаем, что сейчас мы находимся в современной эре сверхпроводимости.

Ранга Диаса, доцент кафедры машиностроения и физики Университета Рочестера и руководитель исследования

Читать далее:

Назван витамин, который защищает мозг от слабоумия

Назван тип бессонницы, который снижает риск слабоумия. Но почему — неизвестно

Выяснилось, какие мужчины наиболее плодовиты: их сперма на 50% лучше, чем у остальных

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Живые башни из червей: посмотрите на «суперорганизм», который нашли в саду
Наука
Имплантат сетчатки из нанопроводов восстановил зрение у мышей
Наука
На российских сайтах хотят запретить авторизацию через почту Google
Новости
ИИ против айтишников: как новые инструменты меняют ИТ-бизнес
Мнения
Оказалось, Apple Watch «обманывают» в подсчете калорий
Новости
Китай впервые проверил квантовую связь QSDC на борту многоразовой ракеты
Наука
В Москве пройдет форум MOSТИМ 2025 — обсудят цифровизацию в строительстве и выберут лучших в BIM
Новости
Россиянам могут заблокировать входящие звонки из-за рубежа
Новости
Страдающее «лицо» появилось на Солнце: ученые фиксируют поток частиц в сторону Земли
Космос
Маск и Трамп начали войну в соцсетях: что произошло и какие будут последствия
Кейсы
В Нижнем Новгороде создали «умный» материал для 3D-печати человеческих тканей
Наука
ИИ против супербактерий: в ИТМО создали платформу для поиска новых лекарств
Новости
Парк промышленных роботов в России вырос на 62% за один год
Новости
Геофизики объяснили загадочное ускорение сейсмических волн в недрах Земли
Наука
Семь российских вузов разделят 4,7 млрд рублей на исследования в области ИИ
Иннополис
Найден способ изучать квантовые состояния, которые десятилетиями не получалось поймать
Наука
Каталог кейсов применения квантовых технологий представили в России
Новости
Ozempic и мужское здоровье: как препарат влияет на либидо и восприятие размера пениса
Наука
Землю 2.0 нашли рядом со звездой, похожей на Солнце
Космос
Рыбу «Судного дня» случайно нашли в на пляже: почему ее опасаются
Наука