С момента открытия высокотемпературные сверхпроводники, особенно купраты, вызывают интерес у ученых и инженеров. Эти материалы проводят электричество без сопротивления при температурах, значительно превышающих традиционные сверхпроводники. Однако до сих пор отсутствует полное понимание микроскопических механизмов сверхпроводимости в них.
Во время работы над докторской диссертацией в Калифорнийском технологическом институте доктор Чжи-Хао Цуй задался вопросом, можно ли вычислить сверхпроводящие свойства купратов на основе квантовой механики, не прибегая к упрощениям. В его с соавторами исследовании, опубликованном в Nature Communications, была разработана вычислительная модель, основанная на первых принципах (ab initio), которая позволила воспроизвести известные экспериментальные данные, такие как влияние давления и количества медно-кислородных слоев на сверхпроводимость.
“Расчеты показали, что спиновые и зарядовые флуктуации играют ключевую роль в проявлении сверхпроводимости. Также мы выявили два простых дескриптора, которые могут помочь оценить сверхпроводящие свойства материалов, – говорит Чжи-Хао Цуй, – и хотя наше моделирование еще не охватывает всех факторов, оно открывает новые возможности для поиска и понимания высокотемпературных сверхпроводников, приближая нас к их практическому применению”.
Иллюстрация: Чжи-Хао Цуй.
Дополнительная информация: Zhi-Hao Cui et al, Ab initio quantum many-body description of superconducting trends in the cuprates, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56883-x
Источник: Unraveling the mystery of high-temperature superconductors from first principles