Открытая российскими химиками закономерность ускорит создание сверхпроводников

Химики из России открыли несколько новых высокотемпературных сверхпроводников на базе водорода и обнаружили, что их сверхпроводящие свойства очень сильно зависят от того, как много электронов в среднем приходится на каждый атом водорода в их составе. Об этом сообщила пресс-служба «Сколтеха».

«Оказывается, что есть своего рода золотая середина, когда на каждый атом водорода приходится в среднем одна треть электрона. Чем ближе к этому значению, тем лучше для сверхпроводимости. На эту особенность мы обратили внимание какое-то время назад, и своей новой работой мы подтверждаем правило, причем на сравнительно сложной химической системе», — заявил профессор «Сколтеха» Артем Оганов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Профессор Оганов и его коллеги совершили это открытие в ходе изучения создаваемых ими высокотемпературных сверхпроводников, состоящих из гидридов тяжелых металлов с большим числом атомов водорода. Некоторые из подобных веществ, как выяснили в недавнем прошлом исследователи, сохраняют свои сверхпроводящие свойства даже при температурах порядка минус 23-30 градусов Цельсия, если при этом сжать их до сверхвысоких давлений.

Недавно российские химики начали изучать, как на сверхпроводящие свойства гидридов различных металлов влияют различные примеси, добавляемые в материалы при их изготовлении. 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 исследователи просчитали свойства соединений лантана, водорода и магния при помощи алгоритма USPEX, созданного профессором Огановым. Эти расчеты позволили ученым выявить несколько сверхпроводящих форм данного соединения, самая интересная из которых, LaMg3H28, начинает проводить электричество без потерь при охлаждении до температуры в минус 109 градусов Цельсия и при сжатии до 2 млн атмосфер.

Последующее изучение физических свойств и структуры этих материалов помогло ученым выяснить, что сверхпроводящие характеристики подобных веществ сильно зависят от того, насколько активно водород «отнимает» электроны у лантана и магния и как много этих частиц приходится на каждый атом водорода. Понимание этого, как надеются профессор Оганов и его коллеги, значительно ускорит поиски новых водородных сверхпроводников.