Ученые нашли новые вещества с высокотемпературной сверхпроводимостью

Распределения электронной плотности в гидридах олова.© Scientific Reports

Исследователи из Сколтеха, МФТИ, а также США и Китая предсказали необычные гидриды олова, которые становятся стабильными под давлением и оказываются высокотемпературными сверхпроводниками. Ранее был известен лишь традиционный гидрид олова SnH4, сверхпроводимость для которого отмечалась при температуре 52 Кельвина.

Эта работа — часть погони за высокотемпературными сверхпроводниками, в которой уже много лет участвуют исследователи по всему миру. Явление сверхпроводимости было открыто группой голландского физика Камерлинг-Оннеса в 1911 году. Оно проявляется в полном исчезновении электрического сопротивления при понижении температуры и приводит к вытеснению магнитного поля из материала. Изначально сверхпроводимость была обнаружена только в некоторых простых металлах, таких как алюминий и ртуть, при температурах всего на несколько градусов Кельвина выше абсолютного нуля (-273°C).

Высокотемпературные сверхпроводники демонстрируют сверхпроводимость при более высоких температурах, порядка 40—138 градусов Кельвина (-233-135°C). Несмотря на потребность в постоянном охлаждении, они уже сейчас используются в различных устройствах, например в ускорителях элементарных частиц, высокочувствительных магнитометрах или в магнитах для магнитно-резонансной томографии. Новые вещества — гибриды олова SnH8, SnH12, SnH14 — с относительно высокими температурами сверхпроводимости (до 100 K) могут быть полезны во всех этих применениях.

«Открытые нами соединения тоже крайне интересны и с химической точки зрения, так как имеют труднообъяснимые химические формулы и новые типы анионов — линейные группы из четырех атомов водорода или новые конфигурации из трех атомов водорода», — рассказывает руководитель исследования, профессор Сколтеха Артем Оганов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. В работе применялся эволюционный алгоритм USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography), с помощью которого уже были предсказаны многие ранее неизвестные человечеству материалы.
Теги:

Читать еще на Чердаке: