Учёные РФ и КНР создали платформу для изучения водородных сверхпроводников

Она состоит из лантана, церия и водорода.

Российские и китайские химики синтезировали высокотемпературный полигидридный сверхпроводник на базе лантана, церия и водорода, который представляет собой удобную платформу для дальнейших поисков «комнатных» сверхпроводящих материалов, проводящих ток без потерь при комнатной температуре и давлении. Об этом сообщила в пресс-служба «Сколтеха».

«Полигидриды представляют собой настоящее «эльдорадо» для фундаментальных исследований сверхпроводников под давлением. И в этой работе мы, с одной стороны, проверяем и совершенствуем приемы и инструменты, необходимые для поиска сверхпроводников в широком смысле. С другой стороны, мы нашли сравнительно неприхотливый материал для дальнейших исследований», — заявил профессор «Сколтеха» Артём Оганов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

В последние годы российские и зарубежные химики создали сразу несколько высокотемпературных сверхпроводников, способных работать при почти комнатных температурах. Многие из этих соединений были предсказаны и открыты группами российских и зарубежных химиков и физиков с участием профессора Артёма Оганова.

В ходе этих расчетов и опытов исследователи обнаружили, что самыми интересными свойствами обладали те гидриды металлов, которые содержали в себе максимально большое число атомов водорода. К примеру, профессор Артём Оганов и его коллеги создали за последние три года несколько высокотемпературных сверхпроводников на базе гидридов лантана, урана, актиния и других тяжелых металлов, часть которых сохраняет сверхпроводящие свойства при температуре в минус 23-30 градусов Цельсия.

Поиски новых водородных сверхпроводников

Открытие этих материалов, как отмечает профессор Артём Оганов, заставило ученых задуматься о том, можно ли улучшить их сверхпроводящие свойства при помощи добавления различных примесей. В перспективе, эти присадки могут как дополнительно повысить температуру, при которой сверхпроводимость сохраняется, так и снизить минимальное давление, при которой эти соединения водорода и металлов сохраняют стабильность.

Руководствуясь этой идеей, российские и китайские химики синтезировали материал, который содержит в себе лантан, церий и водород. Как предположили исследователи, добавление церия в пропорции один к трем по отношению к лантану приведет к стабилизации перспективного, но очень нестабильного водородного сверхпроводника, в котором на девять атомов водорода приходится по одному атому лантана.

«Введение третьего элемента вызвало перестройку по сравнению с чистым полигидридом лантана, и это действительно стабилизировало систему: если LaH10 устойчив при 1,5 млн атмосфер, то нашему полигидриду достаточно давления 1 млн атмосфер, примерно как полигидридам церия. При этом похожие на него соединения церия являются сверхпроводниками лишь при минус 140 градусах Цельсия, а нашему веществу хватает охлаждения до минус 97 градусов», — пояснил Артём Оганов.

По его словам, подобный «компромиссный» характер свойств нового сверхпроводника, который объединяет в себе многие плюсы гидридов церия и лантана, делает его удобной платформой для осуществления дальнейших поисков высокотемпературных сверхпроводников, состоящих из водорода и нескольких металлов. Эти опыты, как надеются химики, приведут к созданию действительно «комнатных» сверхпроводников уже в ближайшем будущем.