Американские ученые определили структуру сверхпроводника на основе оксида никеля. Результаты работы помогут в создании новых эффективных сверхпроводников. Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Сверхпроводники способны проводить электричество без сопротивления при температуре ниже некоторого значения. Около 35 лет назад были впервые открыты высокотемпературные сверхпроводники, для которых это свойство проявляется при относительно высоких температурах. С тех пор ученые находятся в поисках сверхпроводников, критическая температура которых соответствовала бы комнатной. Пока что больше всего внимания получают купраты — соединения на основе оксида меди. Они способны проявлять сверхпроводимость при достаточно высокой температуре и нормальном давлении. Однако 3 года назад ученые из Национальной ускорительной лаборатории SLAC открыли никелаты — сверхпроводники на основе оксида никеля. Они изучили их электронную структуру и магнитные свойства, показали сходство между ними и купратами.
В новой работе исследователи изучили атомную структуру никелатов. Они показали, что в их структуре содержатся волны зарядовой плотности (ВЗП), которые представляют собой изменение электронной плотности внутри материала. Такое явление встречается и у других сверхпроводников. Далее исследователи изменяли температуру и степень допирования (модификации) никелатов, наблюдая за изменением структуры. Ранее ученые проводили аналогичные исследования с никелатами, допированными атомами редкоземельного элемента — неодима. В таких соединениях ВЗП не наблюдались. Теперь ученые заменили неодим на другой элемент этой группы — лантан — и зафиксировали ВЗП. Этот эффект исследователи объясняют тем, что ВЗП очень чувствительны к энтропии в системе и напряжениям, поэтому при использовании разных элементов для допирования может наблюдаться разная картина.
Эксперименты показали, что никелаты способны проявлять как ВЗП, так и сверхпроводимость, причем для обоих состояний необязательно допировать материал. Это удивило ученых, поскольку, как правило, допирование необходимо для того, чтобы создать сверхпроводник. Такая способность никелатов к «самодопированию» значительно отличает их от купратов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
