В 2024 году учёные нашли способ выращивать качественные кристаллы высокотемпературного сверхпроводника Hg1223, который при атмосферном давлении становится сверхпроводящим при 134 К. Ранее исследовали купрат Bi2223 с более низкой критической температурой — 110 К, так как его кристаллы проще получить. Купраты — керамические материалы с плоскостями CuO2, ключевыми для сверхпроводимости. Hg1223 и Bi2223 — трёхслойные купраты, различающиеся атомами в структуре: ртуть в Hg1223 и висмут в Bi2223.
Японская группа создала стабилизированный купрат (Hg,Re)1223 с критической температурой 130 К. Исследования с помощью угловой фотоэмиссионной спектроскопии (ARPES) показали, что внутренний слой CuO2 у (Hg,Re)1223 и Bi2223 имеет схожий сверхпроводящий зазор (~62–63 мэВ). Однако внешние слои (Hg,Re)1223 обладают значительно большим зазором (57 мэВ против 43 мэВ у Bi2223), что повышает критическую температуру.
Это указывает, что сильное спаривание во внешних слоях необходимо для достижения максимальной Tc в трёхслойных купратах на основе ртути. ARPES позволяет детально изучать электронные состояния и взаимодействия в сверхпроводниках. Такие исследования помогут понять механизмы высокой Tc и найти пути её повышения при атмосферном давлении.
Линейная зависимость величины сверхпроводящего зазора (Δ0, поскольку она зависит от критической температуры сверхпроводимости материала (Tc). IP означает внутреннюю плоскость, OP означает внешние плоскости, МэВ – миллиэлектронвольты. Автор: Американское физическое общество.
Дополнительная информация: M. Horio et al, Enhanced Superconducting Gap in the Outer CuO2 Plane of the Trilayer Cuprate (Hg, Re)Ba2Ca2Cu3O8+δ, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/p4c3-t34b. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2506.08763
Источник: https://phys.org/news/2025-08-uncovering-mysteries-high-temperature-cuprate.html