Сверхпроводник, созданный на основе чистого скандия, был получен физиками. При экстремальном давлении, составляющем почти три четверти давления в ядре нашей планеты, этот металл проявляет нулевое электрическое сопротивление при относительно невысоких температурах.
Сверхпроводники характеризуются отсутствием электрического сопротивления, что обеспечивает передачу тока без потерь. Эти материалы способны произвести революционные изменения в различных технологиях, прежде всего в электронике. Однако для достижения сверхпроводящих свойств, как правило, необходимы крайне низкие критические температуры. Так что « высокотемпературными» термин «сверхпроводники» используется скорее условно. К этой группе относят материалы, которые демонстрируют соответствующие свойства при температурах, превышающих температуру жидкого азота (примерно минус 196 градусов Цельсия).
В некоторых случаях это можно достичь, изменяя другие параметры, например, при использовании экстремального давления. Такие свойства были недавно выявлены у скандия. Применяя значительное давление, физики установили, что материал проявляет нулевое сопротивление при рекордных для сверхпроводников, состоящих из одного химического элемента, температурах. Две группы китайских исследователей провели аналогичные эксперименты, результаты которых опубликованы в библиотеке препринтов arXiv (1, 2).
«Кристаллические структуры, состоящие из одного элемента, являются одними из наиболее элементарных и чистых систем для изучения сверхпроводимости, но их критические температуры до настоящего времени оставались ниже минус 243 градуса Цельсия», — сказал Ин Цзяньцзюнь (Jianjun Ying), сотрудник Китайского института науки и технологий, участвовал в экспериментах. Другая группа исследователей, возглавляемая Цзинь Чанцинем (Changqing Jin), трудилась в Китайской академии наук.
Используя метод сжатия между алмазными кристаллами, оба коллектива исследователей измеряли сопротивление образцов скандия под воздействием экстремального давления. Ученые под руководством Цзяньцзюня зафиксировали сверхпроводимость при давлении 260 гигапаскалей и температуре минус 237 градусов Цельсия, в то время как группа Чанциня получила такие же результаты при 283 гигапаскалях и минус 242 градусах Цельсия. Для ориентира: давление в ядре Земли лишь немного превышает эти значения, достигая 375 гигапаскалей.
Несмотря на то, что указанные условия все еще ограничивают применение сверхпроводников в инженерных решениях, они, в особенности тот факт, что образцы состоят из одного химического элемента, дают основания полагать, что изучение скандия позволит глубже понять механизмы, посредством которых изменения кристаллической структуры обуславливают сверхпроводимость материала.