Новый материал на основе лютеция, азота и водорода способен сохранять сверхпроводимость при комнатной температуре. Статья об этом опубликовано в Nature.
Явление сверхпроводимости известно с середины XX века, благодаря этому постоянный ток может течь через проводник с нулевым сопротивлением и без омического нагрева. Это позволяет передавать очень высокую мощность, в том числе для создания мощных сверхпроводящих магнитов. Однако долгое время сверхпроводимости могли достичь только при температуре жидкого гелия, несколько десятилетий назад появились материалы, в которых этот эффект наблюдается при «высокой» температуре жидкого азота – 195 градусов. В последние годы физики пытаются создать материал, который вовсе не требовал бы охлаждения и работал бы сверхпроводником при комнатной температуре.
Натан Дазенброк-Гаммон из Рочестерского университета и его коллеги создали такой материал из атомов водорода, азота и лютеции металла группы лантанидов. Добавление азота в сверхпроводник на основе гидрида лютеция (H 3 Lu), по замыслу авторов, должно было увеличить количество носителей заряда в этом материале и потенциально повысит температуру, при которой он сохраняет стабильность.
В ходе работы ученые подготовили гидрид лютеция и сжали его в азотной атмосфере до давлений в 32 тысячи атмосфер с помощью ячейки с алмазной наковальней — специальным прессом для создания экстремально высокого давления. В результате образовался материал с пока неизвестной кристаллической структурой, проводящий ток с нулевыми потерями при температуре 20 градусов Цельсия и давлении 10 тыс. атмосфер. Это означает, что для работы оборудования на основе этого сверхпроводника не требуются охладители.
Следующие опыты показали, что данный материал часто изменяет структуру, а также теряет или приобретает сверхпроводящие свойства при повышении или снижении давления. Кроме того, ученым пока неясно, как многие атомы водорода, лютеции и азота содержат кристаллы этого сверхпроводника и как они распределены в пространстве. В дальнейшем они надеются выяснить это с помощью нейтронных пучков.
