Физики предложили использовать «квантовый клей» для усиления сверхпроводимости

Учёные с участием специалистов МИЭМ ВШЭ продемонстрировали, что наличие дефектов в материале может не ослаблять, а, наоборот, усиливать сверхпроводимость. Этот эффект достигается за счёт взаимодействия между дефектными и чистыми областями, которое формирует так называемый «квантовый клей» — элемент, объединяющий разрозненные сверхпроводящие участки в единую сеть. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics, а пресс-релиз НИУ ВШЭ предоставлен ИА StolicaMedia.


Сверхпроводимость характеризуется способностью электрического тока проходить через материал без сопротивления и потерь энергии. Обычно это явление наблюдается при крайне низких температурах и разрушается из-за примесей и дефектов, дробящих материал на отдельные «островки» сверхпроводимости. При этом в некоторых из этих областей куперовские пары электронов способны формироваться при более высокой температуре.

Команда исследователей из НИУ ВШЭ, Московского центра перспективных исследований и Университета Пернамбуку показала, что сочетание дефектных и чистых подсистем позволяет интегрировать локальные островки сверхпроводимости в единую сеть. Такая структура обеспечивает прохождение тока через весь материал при более высокой температуре и повышает эффективность сверхпроводимости.

Моделирование подтвердило, что метод работает при разных типах беспорядка — от случайных примесей до специально созданных сверхструктур. Наибольший потенциал демонстрируют многослойные материалы, соединения на основе магния и бора (MgB₂), вещества с плоскими электронными зонами, а также системы на основе графена и графита.

Профессор МИЭМ ВШЭ Алексей Вагов подчеркнул, что дефекты могут стать ценным ресурсом для разработки более устойчивых и высокотемпературных сверхпроводников. Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда и Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ с использованием суперкомпьютера университета.

Читайте также: