• USD 64.35 +0.12
  • EUR 70.78 +0.10
  • BRENT 62.54 +0.27%

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
Все новости

13.11.2019

Загрузить ещё
Ноябрь 2019
28293031123
45678910
11121314151617
18192021222324
2526272829301
Одноклассники
ТОП-10
  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц
  1. ЧП у побережья Израиля: российскую подлодку попросили удалиться 22498
  2. Пашинян объяснил Бахтияру в Париже своё заявление «Карабах — это Армения» 21420
  3. «Спасём Олега Соколова»: авторы петиции предлагают освободить убийцу 8927
  4. Армения одёрнула Украину: Мы сами дадим совет нашим гражданам по Крыму 8551
  5. Московским врачам удалось избавить Руки-базуки от синтоловых бицепсов 6295
  6. Заявление главы парламента Грузии — «бег за поездом, ушедшим 10 лет назад» 5223
  7. Доцент-убийца Соколов: портрет на фоне элиты нового дикого капитализма 5138
  8. В Польше впервые побоялись «великого позора» от сноса могилы красноармейцев 4493
  9. СМИ: Азербайджанские военные вторглись на территорию Грузии 3701
  10. Вдову Муслима Магомаева экстренно госпитализировали 3510
  1. Фиаско оптимизаторов: залить деньгами образование и медицину не вышло 43761
  2. ЧП у побережья Израиля: российскую подлодку попросили удалиться 39657
  3. Срочник назвал причины расстрела военных: события ночи 7 ноября — EADaily 31826
  4. Кащюнас: Литва показала Латвии пример, как поступить с Григорием Лепсом 26782
  5. СМИ: Азербайджанские военные вторглись на территорию Грузии 26385
  6. Климкин назвал «бомбой» решение Берлина по «Северному потоку — 2» 24343
  7. Пашинян объяснил Бахтияру в Париже своё заявление «Карабах — это Армения» 23412
  8. Азербайджанский газ для Европы споткнулся об Италию 21237
  9. В Москве с 9-го этажа выбросилась женщина с двумя детьми, один ребенок жив 20200
  10. ВВС США «прошлись» по базам Северного флота России и около Новой Земли 17886
  1. В США одобрили передачу Калининградской области Польше 128623
  2. В Самаре предприниматель изготовил из 5 тонн сырья 30 тонн сливочного масла 89552
  3. Трубоукладчик «Северного потока-2» притормозил у Дании 74983
  4. Назарбаев на встрече с Зеленским признался, что неравнодушен к Украине 64462
  5. СМИ: Азербайджанские военные вторглись на территорию Грузии 59867
  6. Eugal: продолжение «Северного потока-2» в Германии готовят к запуску 59847
  7. Пива нет! Ни один из проверенных напитков не соответствует ГОСТу 57411
  8. Осталась только Дания: трубоукладчик ушел, но обещал вернуться 53871
  9. Будет две Украины, а Армению мы не бросим — интервью с Сергеем Карагановым 51704
  10. Спецназ США пришёл на помощь Азербайджану после «нападения армян» 50484