Четыре десятилетия ошибочного представления о структуре купратов опровергнуты благодаря новому исследованию

Переосмысление строения купратов

Как сообщает НВ — Техно: Международная группа исследователей из Университета Уорика (Великобритания) и Европейского центра синхротронного излучения (Франция) с помощью инновационного метода трёхмерной рентгеновской дифракции (3DXRD) выявила, что высокотемпературные сверхпроводники на основе купратов имеют сложную мозаичную структуру, а не однородную, как считалось последние 40 лет. Это открытие меняет традиционные взгляды на атомную организацию этих материалов.

С момента открытия купратов в 1986 году их воспринимали как кристаллы с равномерным расположением атомов. Новые данные показывают, что внутри этих материалов существует две различные атомные конфигурации, между которыми располагаются широкие границы. Частота появления таких границ выше, чем предполагалось, и они способны существенно влиять на движение электронов и, как следствие, на сверхпроводимость.

Значение электронного транспорта в сверхпроводниках

Электронный перенос - ключевой процесс для протекания тока в сверхпроводниках. Учёные подчёркивают, что структура купратов напоминает мозаичный узор с широкими межфазными зонами, которые могут создавать препятствия для сверхпроводимости, а не просто соседствовать с ней. Это открытие заставляет переосмыслить фундаментальные теории, основанные на предположении однородности структуры.

Марк Сенн, один из участников исследования, отметил: «В течение четырёх десятилетий мы исходили из того, что эти материалы являются структурно однородными, и именно на этом базировались практически все модели».

Для практического использования высокотемпературных сверхпроводников важно обеспечить стабильную сверхпроводимость при обычных условиях температуры и давления. Данное исследование открывает новые перспективы для развития и оптимизации таких материалов. Планируется расширить применение метода 3DXRD на другие сложные системы для глубокого понимания их внутренней структуры.

Полученные результаты могут существенно изменить подходы к изучению и использованию сверхпроводников, что особенно важно для российской науки и промышленности, заинтересованных в создании эффективных материалов для энергетики и электроники. Осознание мозаичной природы купратов позволит разрабатывать более совершенные сверхпроводники с улучшенными свойствами.