Создан новый тип сверхпроводников из высокоэнтропийного сплава

Японские ученые разработали новый сверхпроводник из высокоэнтропийного сплава. Материал может стать платформой для открытия новых сверхпроводящих материалов с заданными свойствами.

Прошло более ста лет с момента открытия сверхпроводимости. С тех пор было открыто множество материалов, которые при определенной температуре и давлении начинают проводить электрический ток без сопротивления. Исследователи даже создали материал, который может проявлять сверхпроводящие свойства при комнатной температуре — правда, для этого нужно создать очень высокое давление.

С момента открытия сверхпроводимости ученые стремятся создать материал, который проводил был электрический ток без сопротивления при атмосферном давлении и при температуре, как можно более приближенной к комнатной. За последние несколько десятков лет физики открыли несколько перспективных классов сверхпроводников, но ни один из них пока не показал нужного сочетания физических свойств.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Materials Research Letters, открыли новый тип материала со сверхпроводящими свойствами. Он представляет собой так называемый высокоэнтропийный сплав — соединение, состоящее из пяти и более химических элементов, диффузия атомов внутри кристаллической структуры которого существенно отличается от аналогичных материалов. Такие вещества обладают уникальными свойствами и не так давно было обнаружено, что они могут переходить в сверхпроводящее состояние.

Физики решили создать высокоэнтропийный сплав на основе структуры алюминида меди CuAl2. Только вместо меди исследователи использовали «коктейль» из разных переходных металлов, а вместо алюминия — атомы циркония. Изучив несколько составов, авторы остановились на Co0.2Ni0.1Cu0.1Rh0.3Ir0.3Zr2. Оказалось, что такой материал переходит в сверхпроводящее состояние при 8 кельвинах (примерно -265 по Цельсию).

Это низкая температура, но ученые видят большие перспективы для этого материала в качестве платформы для создания других сверхпроводников, ведь количество сочетаний переходных элементов очень велико и, возможно, среди этого многообразия найдутся соединения, сверхпроводящие при комнатной температуре и атмосферном давлении.