Керамические материалы на основе меднокислых соединений позволят разработать новые высокотемпературным сверхпроводники, считают физики из Государственного Университета Штата Огайо.

Исследователи выяснили, что так называемые меднокислые керамические материалы, служат своего рода переключателем между двумя различными видами сверхпроводимости при некоторых условиях.

О результатах исследований было сообщено в двух статьях, опубликованных в недавних выпусках журнала Physical Review Letters.

Меднокислый материал может служить как очень хороший изолятор. И изменение его состава настолько незначительно, что он может быть хорошим сверхпроводником.

Это открытие могло бы уладить возрастающее противоречие среди ученых и направить на путь buckyball-подобной сверхпроводимости в керамике.

Ученые привели доводы в пользу того, что меднокислые ? это сверхпроводник для так называемых: d-волны или с-волны, объяснил Томас Лембергер, профессор физики.

Разность зависит от того, как электроны размещены в пределах материала. Материалы с поведением волны более желательны, потому что они должны иметь лучше технические свойства при высоких температурах. К сожалению, большинство высокотемпературных меднокислых составов, кажется, показывает поведение d-волны. Но сверхпроводимость волны при высоких температурах все еще возможна и является целью текущего исследования.

Например, buckyballs-подобные шарообразные молекулы углерода, обнаруженные Bell Labs (системой исследовательских лабораторий разных стран мира, созданных компанией с одноименным названием) в 1991 году, показывают сверхпроводимость волны при 40 Кельвинах (-233°C), - очень высокой температуре для сверхпроводников. Достигнуть этих пределов позволил buckyballs с калием.

Теперь Лембергер и его коллеги могут изменять поведение некоторого класса меднокислых соединений, меняя их свойства от d-волны до с-волны, если они внесут дополнительно в состав материала достаточное количество церия - обычного ингредиента, используемого при создании стеклянной посуды.

Механизмы поведения обоих видов этих материалов - это своеобразный подарок. Например, если производятся действия на то, чтобы подавить одно из поведений меднокислого соединения, последнее автоматически переключится на другое.

Открытие в 1986 году медноксилых соединений озадачило ученых. Керамика - обычный изолятор, но когда она связана с атомами таких элементов, как лантан или церий, меднокислые материалы внезапно становятся превосходными проводниками.

Ученые создавали тонкие пленки из меднокислых соединений, добавляя туда различные количества церия, и проводили наблюдения, как электроны упорядочивали себя в пределах материала. Измерения проводили на базе анализа того, как глубоко магнитное поле может проникать через каждую пленку.

Ученые размышляли над тем, что меднокислые материалы могут выдержать сверхпроводимость волны при температурах до 90 Кельвинов (-183°C). Это сделало бы материалы полезными проводниками для коммерческой электроники. Если бы металлические проводники были заменены сверхпроводящей керамикой, устройства были бы более эффективные, и стало бы возможным создание кардинально новых типов устройств.

Информация для контакта:

Thomas Lemberger, (614) 292-7799; Lemberger.1@osu.edu