Текст уведомления здесь

USPEX помог предсказать сверхпроводимость тринадцати новых гидридов урана

Целый ряд экзотических соединений урана может иметь высокотемпературную сверхпроводимость.
Добавить в закладки
Комментарии

Международная группа ученых из МФТИ, Сколково и Всероссийского НИИ автоматики им. Н.Л. Духова вначале предсказала, а затем экспериментально обнаружила новые гидриды урана. Что необычно, для некоторых из них также предсказана сверхпроводимость — свойство, нетипичное для соединений этого металла. Соответствующая статья опубликованы в Science Advances.

С помощью алгоритма вычисления кристаллической структуры USPEX теоретики во главе с профессором Сколтеха и МФТИ Артемом Огановым предсказали, что при давлениях от 50 тысяч атмосфер и выше возможно образование сразу 13 новых соединений водорода и урана (гидридов урана). До их работы известен был только один UH3. Среди «новичков» оказались такие необычные соединения, в которых на один атом урана приходится семь и даже восемь атомов водорода (UH7 и UH8). При этом UH7, UH8, UH9, U2H13 и U2H17 должны иметь сверхпроводимость при температуре до -219 по Цельсию (для UH7).

Расчеты USPEX удалось подтвердить экспериментально, получив UH5 при 50 тысячах атмосфер, высокотемпературные сверхпроводники UH7 при 310 тысячах атмосфер и UH8 при 450 тысячах атмосфер. К сожалению, практически проверить параметры сверхпроводимости при таких давлениях довольно сложно, а при обычном давлении все вновь открытые гибриды урана нестабильны и распадаются.

В то же время кристаллографическое исследование подтвердило прогноз USPEX: в новых материалах атомы урана расположены по краям элементов кристаллической решетки, а группы атомов водорода — в центре. А это означает, что корректным может быть и другое предсказание работы: после легирования гидридов урана температура, при которой они достигают сверхпроводимости, может еще больше увеличиться.

Высокотемпературными сверхпроводниками называют материалы, сопротивление в которых становится равно нулю при 30 кельвинах и выше. Из практичных сверхпроводников самые высокотемпературные на сегодня работают при -183 по Цельсию. В 2015 году был поставлен новый рекорд, сверхпроводимость зафиксировали при температуре -70 по Цельсию. Однако достигнут он был в экзотическом гидриде серы (H3S), возникающем при 1,5 миллиона атмосфер. Вновь открытые гидриды урана в десятки раз менее требовательны к давлению, что делает их более практичными. Возможно, легирование сделает их еще более привлекательными для индустрии.

«В полученных нами результатах наиболее примечательны два момента. Во-первых, невероятно богатая химия гидридов урана под давлением, большая часть которых не вписывается в правила классической химии. А во-вторых, возможность их получения и сверхпроводимость при совсем небольших давлениях, возможно вплоть до атмосферного», — отметил Артем Оганов.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы