Ученые из Сколтеха продемонстрировали высокотемпературную сверхпроводимость для гидридов актиния и обнаружили общий принцип, по которому можно вычислить сверхпроводимость для гидридов, используя лишь таблицу Менделеева. Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters.
Группа химиков под руководством профессора Сколтеха и МФТИ Артема Оганова обнаружила закономерность в распределении в таблице Менделеева элементов, способных к образованию сверхпроводимых соединений.
Оказалось, что высокотемпературная сверхпроводимость возникает у веществ, в состав которых входят атомы металлов, которые близки к заселению новой электронной подоболочки. В этом случае атом в кристалле будет очень чувствителен к положению окружающих атомов, а это создаст сильное электрон-фононное взаимодействие ‒ тот самый эффект, который лежит в основе традиционной сверхпроводимости.
Основываясь на таком предположении, ученые предположили высокотемпературную сверхпроводимость для гидридов актиния. Проверка подтвердила это предположение: для AcH16 сверхпроводимость предсказана при температурах вплоть до -69-22 оС при давлении в 1.5 миллиона атмосфер.
«Сама идея связи сверхпроводимости с таблицей Менделеева принадлежит студенту моей сколтеховской лаборатории Дмитрию Семенку. Найденный им принцип настолько простой, что удивительно, что никто не заметил его раньше», ‒ рассказывает Артем Оганов.
На сегодняшний день рекорд критической температуры сверхпроводимости принадлежит веществу H3S: при давлении 1.5 миллиона атмосфер оно является сверхпроводником при температурах до -70 оС. Такие давления можно воспроизвести в лаборатории, но невозможно использовать в реальной жизни, да и температура ещё далека от комнатной, поэтому поиски продолжаются. Возможно, даже ещё более высокотемпературная сверхпроводимость может быть получена для соединений металла и водорода – гидридов. Но само явление сверхпроводимости до сих пор во многом загадка, и ученые были вынуждены пользоваться методом проб и ошибок.
Высокотемпературная сверхпроводимость – это утрата материалом электрического сопротивления при температуре выше температуры жидкого азота (-196 оС). Это удивительное свойство интересует физиков, химиков и материаловедов уже несколько десятилетий, так как сверхпроводящие материалы, работающие при комнатной температуре, открывают огромные возможности для электроэнергетики, транспорта и многих других технологий.
Источник: Сколтех.
На фото: профессор Артем Оганов.
