Ученые из НИУ ВШЭ и МФТИ провели исследование, посвященное влиянию состава электронов на интертипную сверхпроводимость – особое состояние сверхпроводников, обладающее уникальными свойствами. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Frontiers of Physics.
Ранее считалось, что эта форма сверхпроводимости возникает только в материалах с минимальным количеством примесей. Однако, как выяснили исследователи, область интертипной сверхпроводимости сохраняется и даже может быть расширена в материалах с большим количеством примесей и дефектов. Это возможно благодаря многозонным сверхпроводникам, где электроны реагируют на примеси по-разному. Степень взаимодействия можно контролировать, облучая материал ионами, что расширяет область интертипной сверхпроводимости.
В обычных материалах присутствует сопротивление, которое препятствует прохождению тока и приводит к потерям энергии. Однако некоторые материалы при охлаждении до сверхнизких температур переходят в состояние сверхпроводимости, где сопротивление исчезает. Сверхпроводники вытесняют внешнее магнитное поле, например, от электромагнитов или проводников с током, но теряют свои свойства при сильном внешнем воздействии.
Сверхпроводники делятся на два типа в зависимости от параметра Гинзбурга – Ландау, который зависит от характеристик материала, наличия примесей и дефектов. Если параметр меньше определенного значения, то материал считается сверхпроводником первого типа, а если больше – второго. В первом случае магнитное поле вытесняется до критического значения, после чего проникает в материал, и сверхпроводимость исчезает. Во втором случае поле проникает в виде вихрей, образуя упорядоченную структуру в виде решетки.
Вокруг критического значения параметра Гинзбурга – Ландау существует область, где сверхпроводимость приобретает промежуточные свойства между первым и вторым типами – интертипную сверхпроводимость. В этом состоянии возникают необычные конфигурации магнитного поля: кластеры вихрей, цепочки и гигантские вихри, что приводит к новым магнитным свойствам.
Результаты исследования открывают новые горизонты в понимании типов сверхпроводимости и их изменения в зависимости от условий. Это имеет важное значение для рационального использования сверхпроводников в кабелях и мощных магнитах, а также для разработки новых высокочувствительных устройств.
Источник: Elec.ru по материалам НИУ ВШЭ