Китайские учёные разработали новый высокотемпературный сверхпроводник на основе никеля, способный работать при температуре выше -233°C без создания высокого давления. Это достижение стало результатом трёхлетней работы команды инженеров и физиков из Южного университета науки и технологий.
В ходе исследования специалисты синтезировали тонкие плёнки двухслойного никелата (La?.??Pr?.??Ni?O?). Ключевым моментом стала частичная замена лантана на празеодим в структуре никелата, что позволило материалу переходить в сверхпроводящее состояние при температуре около -228°C.
До этого открытия высокотемпературные сверхпроводники создавались преимущественно на основе соединений меди и железа, а никелатные сверхпроводники требовали условий высокого давления для функционирования. Преодоление порога в -233°C, известного как предел Макмиллана, особенно значимо, так как за этой границей классические теории сверхпроводимости становятся менее предсказуемыми.
Исследователи выращивали никелаты с контролируемым замещением редкоземельных металлов и точным содержанием кислорода. Эпитаксиально выращенные тонкие плёнки двухслойного никелата показали впечатляющие результаты, открывая новые перспективы в создании высокотемпературных сверхпроводников.
Научное сообщество продолжает поиски сверхпроводника, работающего при комнатной температуре, что могло бы произвести революцию в различных технологических областях. Возможность достижения сверхпроводимости без необходимости использования дорогостоящих и сложных систем охлаждения значительно снизит потери энергии при электропередаче, что приведёт к существенному повышению эффективности и снижению затрат.
Это открытие может способствовать развитию технологий в области магнитолевитационных поездов, термоядерных реакторов и компонентов МРТ-аппаратов. Кроме того, оно может помочь в исследованиях, направленных на понимание механизмов перехода материалов в сверхпроводящее состояние.