Сверхпроводимость — состояние, при котором материалы проводят ток без потерь. Сейчас она возможна только при сверхнизких температурах (ниже −140 °C), что ограничивает её применение. Однако российские и бразильские учёные нашли способ преодолеть это ограничение.
Исследователи из МИЭМ ВШЭ, МФТИ, МИФИ и Федерального университета Пернамбуку обнаружили, что управление дефектами (нарушениями кристаллической решётки) может создать «коррелированный беспорядок», повышающий температуру перехода в сверхпроводящее состояние.
Обычно сверхпроводимость возникает поэтапно: сначала появляются отдельные «островки», которые объединяются только при дальнейшем охлаждении. Но моделирование показало, что при правильном распределении дефектов материал переходит в сверхпроводящее состояние всё сразу и при более высокой температуре.
Это открытие особенно важно для тонких сверхпроводящих плёнок. Управляя расположением дефектов, можно создавать материалы с заданными свойствами. В перспективе это может привести к сверхпроводникам, работающим при комнатной температуре, что откроет путь к их массовому использованию в энергетике, электронике и транспорте.
Сравнение беспорядка и коррелированного беспорядка. Изображение: Алексей Вагов / МИЭМ им. А.Н. Тихонова.
Дополнительная информация: https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.111.184514