Створено надпровідник, якому не потрібні екстремальні температури та тиску.

Інженери з Університету Рочестера представили новий матеріал – легований азотом гідрид лютеція.

виявляє надпровідні властивості притемпературі 20,5 ° С і тиску 10 кбар. Розробка відкриває широкий спектр для практичного застосування таких матеріалів: від скорочення втрат на електростанціях до маглевів та ефективної електроніки.

У більшості випадків для виникненнянадпровідності - властивості, при якому матеріал має нульовий опір - потрібні температури близькі до абсолютного нуля і екстремально високий тиск. Дослідники вже використовували гідриди, створені шляхом об'єднання рідкісноземельних металів з воднем, як високотемпературні надпровідники. Але для їх роботи також потрібен тиск у кілька Мбар, який ускладнює практичне застосування матеріалів.

Гідриди рідкоземельних металів утворюютькаркасні структури, в яких іони рідкісноземельних металів діють як донори-носії, забезпечуючи достатню кількість електронів, що посилюють дисоціацію молекул водню. Азот та вуглець допомагають стабілізувати матеріали, пояснюють вчені. У своєму дослідженні вони використовували як основу лютецій.

Дослідники створили газову суміш із 99%водню та 1% азоту та помістили її в реакційну камеру з чистим зразком лютеція. В результаті реакції, яка тривала протягом декількох днів при температурі 200 °С, дослідники отримали порошок блакитнуватого світла. Після цього матеріал стиснули в комірці з алмазною ковадлом. 

Перехід легованого азотом гідриду лютеція у надпровідний стан під тиском. Зображення: Ranga P. Dias, Universityt of Rochester

У міру зміни тиску дослідники відкрилидва можливі стани матеріалу: від надпровідного «рожевого» при відносно невеликому тиску до яскраво-червоного ненадпровідного металевого стану. При цьому експерименти показали, що для індукції надпровідності за нормальної температури було достатньо тиску в 10 кбар.

Хоча такий тиск суттєво більшийатмосферного, технології, які застосовуються, наприклад, у виробництві мікросхем, використовують і більш високий тиск. Це відкриває можливості для практичного застосування надпровідників у різних сферах.

Шлях до надпровідної побутової електроніки,лініям передачі енергії, транспорту та значним покращенням магнітного утримання для термоядерного синтезу тепер став реальністю. Ми вважаємо, що зараз ми знаходимося в сучасній ері надпровідності.

Ранга Діаса, доцент кафедри машинобудування та фізики Університету Рочестера та керівник дослідження

Читати далі:

Названий вітамін, який захищає мозок від недоумства

Названий тип безсоння, який знижує ризик недоумства. Але чому — невідомо

З'ясувалося, які чоловіки найбільш плідні: їхня сперма на 50% краща, ніж у інших