• USD 73.73
  • EUR 86.85
  • BRENT 44.69

Ученые из России и США синтезировали сверхпроводник для радиоэлектроники

Изображение образца сверхпроводника из опалов и олова, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Фото: sbras.info

Российские ученые при участии коллег из США синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводников из опалов и олова, который легко переключается из сверхпроводящего состояния в обычное и обратно. Благодаря этой способности соединения могут применяться как детекторы частиц на ускорителях или использоваться в устройствах низкочастотной радиосвязи, к примеру, для связи под водой. Результаты работы, выполненной при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, опубликованы в журнале Superconductor Science and Technology.

Как поясняют специалисты, сверхпроводимость, или способность материала проводить электрический ток без потерь, разрушается под действием магнитного поля. Экспериментальной физике известны сверхпроводники двух родов — первого, выдерживающего слабые магнитные поля, и второго, сохраняющего свои свойства при более сильных магнитных полях. Теория предсказывает существование сверхпроводника промежуточного, полуторного типа.

Коллектив ученых из России, в который вошли исследователи ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», получил соединение, которое ведет себя в соответствии с предсказанными для сверхпроводника полуторного типа характеристиками. Необычные сверхпроводники синтезировали из «шариков» оксида кремния с крошечными пустотами, которые заполнены расплавленным оловом. Изначально исследователей привлекло необычное свойство олова — способность изменять тип сверхпроводимости в зависимости от размера частиц. Физики предположили, что благодаря этому свойству, на основе кремниевых опалов и олова можно получать сверхпроводники как первого, так и второго рода.

Однако на деле все оказалось намного необычнее. Образцы материала с большими порами и крупными наночастицами олова, около ста нанометров в диаметре, были сверхпроводниками первого рода. Но ученые также получили и другой тип соединения, которое находится словно в промежуточном состоянии между первым и вторым типами сверхпроводимости. Если в образце с небольшими порами присутствует «смесь» крупных и мелких наночастиц олова, он начинает проявлять магнитные характеристики, предсказанные для сверхпроводников полуторного рода. К примеру, магнитные вихри, проникающие в сверхпроводники полуторного рода, распределяются в нем неравномерно за счет того, что не только отталкиваются друг от друга, но и притягиваются.

Еще одной особенностью полученных сверхпроводников оказалась их упорядоченная пористая структура и слабая связь в ней между сверхпроводящими наночастицами. В образцах оловянные сверхпроводниковые элементы находились между «шариками» опала и были связаны между собой небольшими перемычками, что и приводило к слабой и легко разрушающейся связи между ними. Из-за такой специфики сверхпроводимость в синтезированном материале может разрушаться не только из-за электромагнитного поля, но и из-за «попадания» на сверхпроводник элементарных частиц, таких как фотоны, электроны и другие.

Такие особенности новых сверхпроводников позволяют использовать их в устройствах для радиоэлектроники. Они будут способны чувствовать слабейшие изменения магнитного поля и фиксировать низкочастотные волны, что можно использовать, например, для связи под водой. Более того, полученные сверхпроводники можно применять в детекторах заряженных частиц.

«Когда сверхпроводник обладает слабой связью, то достаточно направить на образец частицу, к примеру, посветить на него одним фотоном, чтобы сверхпроводимость на короткое время разрушилась. Это позволяет использовать такие сверхпроводники как одиночные детекторы фотонов или других элементов. Более того, можно подобрать и задать такие параметры, чтобы сверхпроводники реагировали только на определенные частицы. Это позволит использовать их для ловли частиц в качестве детекторов на ускорителях, таких как Большой адронный коллайдер», — пояснил один из авторов исследования, старший научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат физико-математических наук Денис Гохфельд.
Постоянный адрес новости: eadaily.com/ru/news/2019/11/10/uchenye-iz-rossii-i-ssha-sintezirovali-sverhprovodnik-dlya-radioelektroniki
Опубликовано 10 ноября 2019 в 01:31
Наука в Сибири
Добавьте EAD в свои источники:Яндекс-Новости Google News
Все новости
Загрузить ещё
Актуальные сюжеты
Одноклассники
ТОП-10
  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц
  1. Мир предупредили о катастрофе страшнее Covid-19: события ночи 7 августа 187154
  2. Гейтс предупредил мир о катастрофе, которая будет хуже коронавируса 50010
  3. Лукашенко и Путин играют пьесу в четыре руки, но один из них этого не знает 49640
  4. Выборы в Белоруссии — 9 августа точка поставлена не будет 40420
  5. Из прибывшей на Донбасс бригады ВСУ разбежалась половина личного состава 29098
  6. Лукашенко в тупике, Москва снова переиграла Минск — интервью с экспертом 22056
  7. В Германии пробудился подземный вулкан, молчавший 13 тыс. лет 18259
  8. Рок президентов Польши: экипаж самолёта Анджея Дуды нарушил всё, что мог 14839
  9. Алиев бросил вызов Пашиняну: признать Карабах нельзя заключить договор 11818
  10. Генпрокуроры Украины и Белоруссии обсудили выдачу Киеву россиян 10341
  1. Мир предупредили о катастрофе страшнее Covid-19: события ночи 7 августа 239623
  2. Лукашенко в тупике, Москва снова переиграла Минск — интервью с экспертом 216952
  3. CNBC: Пока США заняты Китаем, главный сюрприз Западу сделает Путин 176164
  4. Стало известно, сколько людей на самом деле умирает от Covid в Казахстане 108184
  5. Умер военный преступник Андрей Гергерт, главарь «Правого сектора» 103871
  6. «Синьхуа»: Первая группа китайских военных отправилась в Россию 78572
  7. Стало известно отношение младшего сына Лукашенко к власти 65801
  8. Ау, Конституция: прокурор узаконил «Могилу неизвестного фашиста» в Россоши 58253
  9. Лукашенко и Путин играют пьесу в четыре руки, но один из них этого не знает 54418
  10. Гейтс предупредил мир о катастрофе, которая будет хуже коронавируса 54032
  1. От Харькова до Львова: Зеленский в трех днях от Большой гражданской войны 397260
  2. В ВОЗ считают, что «загадочная казахская пневмония» — это все же Covid-19 367897
  3. Мир предупредили о катастрофе страшнее Covid-19: события ночи 7 августа 239623
  4. Лукашенко в тупике, Москва снова переиграла Минск — интервью с экспертом 216952
  5. CNBC: Пока США заняты Китаем, главный сюрприз Западу сделает Путин 176164
  6. Рекордную закупку КНР сравнили с «русским зерновым ограблением» США в 70-х 172445
  7. Алиев: Кричали тысячи, а обратились в военкоматы только полторы сотни 154926
  8. Кадыров и его 14 детей ответили Помпео: «Мы принимаем бой» 154707
  9. Израиль хочет строить в Чечне центры для беженцев из Африки 132747
  10. Россия предъявила Украине «ультиматум», кто первым моргнёт? 121139