Ученые достигли важного прорыва в изучении высокотемпературной сверхпроводимости в богатых водородом материалах. Используя электронную туннельную спектроскопию под высоким давлением, международная команда исследователей из Института химии Макса Планка измерила сверхпроводящую щель в H₃S — материале, установившем рекорд сверхпроводимости в 2015 году. Результаты, опубликованные в журнале Nature, представляют первое прямое микроскопическое доказательство сверхпроводимости в таких материалах.
Сверхпроводники, способные проводить ток без сопротивления, имеют огромный потенциал для технологий, но обычно работают при крайне низких температурах. Открытие сверхпроводимости в H₃S при -70 °C и в LaH₁₀ при -23 °C стало революционным шагом к достижению сверхпроводимости при комнатной температуре.
Ключ к пониманию этого явления — сверхпроводящая щель, показывающая, как электроны объединяются в пары. Однако измерение щели в богатых водородом материалах сложно из-за необходимости экстремальных давлений. Исследователи разработали метод планарной туннельной спектроскопии, который позволил изучить щель в H₃S и его дейтериевом аналоге D₃S.
Результаты подтвердили, что сверхпроводимость в H₃S обусловлена взаимодействием электронов с фононами, что согласуется с теоретическими предсказаниями. Этот прорыв открывает путь к пониманию механизмов высокотемпературной сверхпроводимости и разработке новых материалов, работающих в более практичных условиях.
Доктор Фэн Ду, ведущий автор исследования, отметил, что эта технология поможет выявить факторы, способствующие сверхпроводимости при еще более высоких температурах. Работа стала важным шагом к реализации мечты о сверхпроводниках, функционирующих при комнатной температуре и умеренных давлениях.
Синтез плоских туннельных переходов. Изображение: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08895-2
Дополнительная информация: Feng Du et al, Superconducting gap of H3S measured by tunnelling spectroscopy, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08895-2
Источник: https://phys.org/news/2025-04-high-pressure-electron-tunneling-spectroscopy.html