Luonut suprajohteen, joka ei tarvitse äärimmäistä lämpötilaa ja painetta

Rochesterin yliopiston insinöörit ovat ottaneet käyttöön uuden materiaalin - typellä seostetun lutetiumhydridin. Hän

osoittaa suprajohtavia ominaisuuksia osoitteessalämpötila 20,5 °C ja paine 10 kbar. Kehitys avaa laajan valikoiman käytännön sovelluksia tällaisille materiaaleille: voimalaitosten häviöiden vähentämisestä magleveihin ja tehokkaaseen elektroniikkaan.

Useimmissa tapauksissa vartensuprajohtavuus - ominaisuus, jossa materiaalilla on nollaresistanssi - vaatii lämpötilan lähellä absoluuttista nollaa ja erittäin korkeaa painetta. Tutkijat ovat jo käyttäneet hydridejä, jotka on luotu yhdistämällä harvinaisia ​​maametalleja vedyn kanssa, korkean lämpötilan suprajohtimina. Mutta ne vaativat myös usean Mbarin paineen toimiakseen, mikä vaikeuttaa materiaalien käytännön käyttöä.

Muodostuu harvinaisten maametallien hydridejärunkorakenteita, joissa harvinaisten maametallien ionit toimivat kantaja-luovuttajina ja tarjoavat riittävästi elektroneja vetymolekyylien dissosioitumisen tehostamiseksi. Typpi ja hiili auttavat stabiloimaan materiaaleja, tutkijat selittävät. He käyttivät tutkimuksessaan lutetiumia perustana.

Tutkijat ovat luoneet kaasuseoksen, jossa on 99 %vetyä ja 1 % typpeä ja laitettiin se reaktiokammioon puhtaan lutetiumin näytteen kanssa. Useita päiviä 200 °C:n lämpötilassa kestäneen reaktion seurauksena tutkijat saivat jauheen, jossa oli sinertävä valo. Materiaali puristettiin sitten timanttialasinkennossa.

Typellä seostetun lutetiumhydridin siirtyminen suprajohtavaan tilaan paineen alaisena. Kuva: Ranga P. Dias, Rochesterin yliopisto

Kun paine muuttui, tutkijat havaitsivatmateriaalin kaksi mahdollista tilaa: suprajohtavasta "vaaleanpunaisesta" suhteellisen alhaisessa paineessa kirkkaan punaiseen ei-suprajohtavaan metalliseen tilaan. Samaan aikaan kokeet osoittivat, että 10 kilobaarin paine riitti indusoimaan suprajohtavuutta normaalilämpötilassa.

Vaikka tämä paine on paljon suurempiilmakehän tekniikat, joita käytetään esimerkiksi mikropiirien valmistuksessa, käyttävät myös korkeampaa painetta. Tämä avaa mahdollisuuksia suprajohteiden käytännön soveltamiseen eri aloilla.

Tie suprajohtavaan kulutuselektroniikkaan,voimansiirtolinjat, liikenne ja merkittävät parannukset fuusion magneettisessa rajoituksessa ovat nyt todellisuutta. Uskomme, että elämme nyt suprajohtavuuden nykyaikaa.

Ranga Diasa, konetekniikan ja fysiikan apulaisprofessori Rochesterin yliopistosta ja tutkimusjohtaja

Lue lisää:

Nimetty vitamiiniksi, joka suojaa aivoja dementialta

Nimetty unettomuuden tyypiksi, joka vähentää dementian riskiä. Mutta miksi, on tuntematon.

Kävi ilmi, mitkä miehet ovat hedelmällisimpiä: heidän siittiönsä on 50 % parempia kuin muiden