Сверхпроводящие свойства кристаллов метана и гидрида серы, образованных под огромным давлением, сохранялись при температурах выше нуля градусов по Цельсию.
Учёные из Рочестерского университета достигли сверхпроводимости в твёрдого материала при 15 градусах по Цельсию. опубликована в Nature.
Способность материалов проводить электрический ток без сопротивления раньше считалась свойством, которое проявлялось только при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю. С начала 1980-х годов ученые нашли соединения, показывающие сверхпроводимость при более высоких температурах — до минус 109 градусов Цельсия.
Существует ещё один способ добиться сверхпроводимости в материале — применение сверхвысокого давления. При давлении, превышающем один миллион атмосфер, многие вещества (преимущественно гидриды разных элементов) показывали сверхпроводимость при температурах до минус 23 градусов Цельсия. А следовую сверхпроводимость физики наблюдали даже при минус 13 градусах.
Группа физиков во главе с Ранги Диасом зарегистрировала сверхпроводимость в кристалле на основе сероводорода H при комнатной температуре. 2S и метана СH4При температуре 287,7 кельвин.
В эксперименте ученые выбрали углеродистый гидрид серы, так как известно о способности метана и сероводорода образовывать устойчивые соединения с водородом под высоким давлением. В опытах Диаса и его коллег максимальное избыточное давление, которому подвергнут кристалл, составило более 2,6 миллионов атмосфер.
Фотохимическая реакция, начатая светом, позволила получить материал для эксперимента. Даже при невысоком давлении молекулы метана и сероводорода объединялись в цепочки из-за сил Вандерваальса. Сжатие этих цепочек привело к образованию структур типа «хозяин — гость» с гидридными матрицами и водородными включениями. При давлении, достигающем миллионов атмосфер, эти структуры превращаются в единую кристаллическую матрицу.
Сверхпроводимость кристалла изучена с помощью ячейки, имеющей алмазную наковальню. Образец фиксируется в просвете между двумя алмазами. Состав и структуру определяли при помощи рентгенографии и рамановской спектроскопии. Критические параметры сверхпроводимости измерялись по изменениям магнитной восприимчивости и электромагнитного сопротивления образца.
Сверхпроводящее состояние в углеродистом гидриде серы отмечено при давлении от одного миллиона четырёхсот тысяч до двух миллионов восьмисот тысяч атмосфер. В сверхпроводящем кристалле оптимальное соотношение водорода, углерода и серы — один к одному к одному.
Исследователи полагают, что дальнейшие эксперименты с составом тройных гидридов могут увеличить критическую температуру сверхпроводящего состояния. На данный момент более важной задачей является понижение давления, при котором этот эффект наблюдается при обычной температуре.
Ранее ученые оценилиВероятность выживания человека после падения в кротовую нору… обнаружилиРастущее углубление в магнитном поле Земли.