Несимметричный сверхпроводник

07.09.2016

Селенид висмута Bi2Se3 - удивительное вещество: этот интерметаллид - топологический изолятор: электрический ток течет у него только по поверхности, не проникая в глубь материала, а если добавить немного стронция, то он обретает способность переходить в сверхпроводящее состояние, то есть проводить ток без сопротивления.

Согласно теории Бардина - Купера - Шриффера, сверхпроводимость осуществляют куперовские пары - вступившие во взаимодействие посредством колебаний решетки электроны, ставшие как будто одной частицей. Их спины складываются, и такая частица обладает целым значением этого квантового числа, то есть подчиняется статистике Бозе - Эйнштейна, а не Ферми - Дирака, как одиночные электроны. Бозе-частицы конденсируются, именно из-за этого возникает сверхпроводимость. Магнитное же поле ее разрушает, освобождая электроны от связей между ними.

А вот в случае висмута, очевидно, происходит не совсем так. Решетка этого вещества сильно анизотропна, она состоит из слоев. Понятно, что свойства вещества вдоль и поперек слоев - разные. Но вот исследователи из Амстердамского университета с коллегами из Фонда фундаментальных исследований материи обнаружили, что есть сильная анизотропия и в направлениях, параллельных слоям: значение критического магнитного поля, разрушающего сверхпроводимость, существенно изменялось, если его ориентировать вдоль разных направлений слоя.

Иначе говоря, у этого вещества нарушена вращательная симметрия - обычно подобные нарушения обсуждает физика элементарных частиц, а не материаловедение. Теперь надо выяснить, каким образом для куперовских пар одно направление оказывается гораздо лучше, чем другие, казалось бы ничем не отличающиеся.

Интересно отметить, что еще с XIX века упоминания об удивительных свойствах соединений висмута встречаются в научных текстах, посвященных проблемам антигравитации.

<< Назад: Спортивные пенсионеры реже умирают от инфарктов 08.09.2016

>> Вперед: Биотопливо для самолетов 07.09.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Кухонные губки выделяют значительное количество микропластика 05.04.2026

Кухонные губки - один из самых используемых предметов в быту - могут быть недооцененным источником микропластика. Ученые из Боннского университета изучили, сколько таких частиц выделяется во время мытья посуды и как это влияет на окружающую среду. Выяснилось, что губки действительно ежегодно выделяют измеримое количество микропластика, однако основной вред экологии связан не с этим, а с расходом воды. В работе оценивали реальное выделение микропластика и его влияние с помощью анализа жизненного цикла (LCA). Исследование объединило лабораторные эксперименты и подход "гражданской науки": добровольцы из Германии и Северной Америки использовали разные типы губок в быту и фиксировали процесс. Губки взвешивали до и после использования, а также тестировали в лаборатории с помощью устройства SpongeBot, имитирующего мытье посуды. Результаты показали, что все губки изнашиваются и выделяют микропластик - примерно от 0,68 до 4,21 г на человека в год, в зависимости от состава. При этом губки ...>>

Гуманоид-спринтер Unitree H1 04.04.2026

Развитие гуманоидной робототехники сегодня стремительно приближается к уровню, при котором машины начинают уверенно имитировать не только движения человека, но и его физические возможности. Особенно активно в этом направлении работают компании из Китая, и очередное достижение Unitree Robotics стало заметной вехой в индустрии. Компания официально сообщила, что их антропоморфный робот Unitree H1 установил мировой рекорд скорости среди полноразмерных гуманоидов. В ходе испытаний машина продемонстрировала характеристики, которые ранее считались недостижимыми для подобного класса устройств, особенно с учетом их массы и конструкции. Во время тестового забега Unitree H1 разогнался до 3,3 метра в секунду, что соответствует примерно 12 километрам в час. Для сравнения, средняя скорость ходьбы человека составляет около 5 километров в час. Хотя до уровня профессионального бега роботам еще далеко, для гуманоидной системы массой около 47 килограммов такой результат считается значительным инжен ...>>

Случайная новость из Архива Создание новых материалов с помощью молекулярно-лучевой технологии 03.08.2024 В современном мире электронные устройства становятся все более важной частью нашей повседневной жизни. Улучшение их производительности и эффективности - одна из ключевых задач современных ученых. Одна из передовых технологий, которая может внести значительные изменения в эту область, - это молекулярно-лучевая эпитаксия. Она позволяет создавать материалы с уникальными свойствами, что открывает новые горизонты в электронике. Недавно группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) добилась значительного успеха в этой области. Им удалось создать тонкую пленку, в которой подвижность электронов значительно выше, чем у любых ранее известных материалов. Этот прорыв был достигнут благодаря использованию молекулярно-лучевой эпитаксии, технологии, позволяющей точно контролировать процесс создания материала на атомарном уровне. Физики из MIT смогли создать новый материал, в котором атомы располагаются с исключительной точностью, минимизируя количество примесей и дефектов. Это значительно увеличивает подвижность электронов - скорость, с которой электричество проходит через материал. Высокая подвижность электронов является ключевым параметром для многих электронных устройств, от транзисторов до солнечных батарей. Достижения ученых из Массачусетского технологического института представляют собой важный шаг вперед в области материаловедения. Создание материалов с высокой подвижностью электронов открывает новые возможности для разработки высокоскоростных и энергоэффективных электронных устройств, что, безусловно, окажет значительное влияние на будущее технологий. Одной из главных целей разработки новых материалов является создание сверхпроводников, которые могут функционировать при комнатной температуре. Такие материалы могли бы значительно повысить эффективность электронных устройств, так как они обеспечивают нулевое сопротивление и, соответственно, минимальные потери энергии. Это настоящий "Священный Грааль" материаловедения, к которому стремятся ученые по всему миру. Обычно для достижения высокой подвижности электронов материалы охлаждают до очень низких температур, вплоть до абсолютного нуля. Однако команда из MIT нашла другой путь: они улучшили подвижность электронов, создавая материалы с минимальным количеством дефектов и примесей. Такой подход открывает возможности для создания более эффективных и компактных электронных устройств. Для создания нового материала ученые использовали молекулярно-лучевую эпитаксию, что позволило им построить тонкую пленку толщиной всего в 100 нанометров. Эта пленка состоит из тройного тетрадимита - вещества, обладающего рекордной подвижностью электронов. Это означает, что электричество проходит через материал с минимальными потерями, что существенно повышает эффективность его использования в различных приложениях. Результаты исследований, проведенных в MIT, открывают новые перспективы в разработке высокопроизводительных электронных устройств. Улучшение подвижности электронов может привести к созданию более быстрых и эффективных транзисторов, солнечных батарей и других компонентов, которые играют ключевую роль в современных технологиях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026