Высокоэнтропийные сплавы для новых сверхпроводников

16.01.2021

Исследователи из Токийского столичного университета разработали новый сверхпроводник из высокоэнтропийного сплава, используя обширные данные о простых сверхпроводящих веществах с определенной кристаллической структурой. Известно, что высокоэнтропийные сплавы сохраняют сверхпроводящие характеристики до чрезвычайно высоких давлений. Новый сверхпроводник Co0.2Ni0.1Cu0.1Rh0.3Ir0.3Zr2 имеет сверхпроводящий переход при 8K, что является относительно высокой температурой для сплавов. Подход команды может быть применен к открытию новых сверхпроводящих материалов с конкретными желательными свойствами.

Прошло более ста лет с момента открытия сверхпроводимости, когда было обнаружено, что некоторые материалы внезапно проявляют минимальное сопротивление электрическим токам ниже температуры перехода. По мере того, как мы изучаем способы устранения потерь энергии, способ значительного сокращения потерь при передаче электроэнергии представляет собой захватывающую перспективу. Но широкое использование сверхпроводимости сдерживается требованиями существующих сверхпроводников, особенно необходимыми низкими температурами. Ученым нужен способ открывать новые сверхпроводящие материалы без грубых проб и ошибок и настраивать ключевые свойства.

Команда, возглавляемая доцентом Йошиказу Мидзугути из Токийского столичного университета, создала "платформу для открытий", которая уже привела к созданию множества новых сверхпроводящих веществ. Их метод основан на высокоэнтропийных сплавах, где определенные позиции в простых кристаллических структурах могут быть заняты пятью или более элементами. После нанесения на термостойкие материалы и медицинские устройства было обнаружено, что некоторые высокоэнтропийные сплавы обладают сверхпроводящими свойствами с некоторыми исключительными характеристиками, в частности, сохранением нулевого удельного сопротивления при экстремальных давлениях. Команда изучает базы данных материалов и передовые исследования и находит ряд сверхпроводящих материалов с общей кристаллической структурой, но с разными элементами в определенных местах. Затем они смешивают и создают структуру, содержащую многие из этих элементов; по всему кристаллу эти "узлы высокоэнтропийных сплавов" заняты одним из смешанных элементов. Им уже удалось создать высокоэнтропийные варианты слоистых сверхпроводников сульфида висмута и теллуридных соединений с кристаллической структурой хлорида натрия.

Ученые сосредоточились на структуре алюминида меди (CuAl2). Соединения, объединяющие элемент переходного металла (Tr) и цирконий (Zr) в TrZr2 с этой структурой, как известно, являются сверхпроводящими, где Tr может быть Sc, Fe, Co, Ni, Cu, Ga, Rh, Pd, Ta или Ir. Команда объединила "коктейль" из этих элементов с помощью дуговой плавки, чтобы создать новое соединение типа высокоэнтропийного сплава, Co0.2Ni0.1Cu0.1Rh0.3Ir0.3Zr2, которое показало сверхпроводящие свойства. Они рассмотрели как удельное сопротивление, так и электронную теплоемкость, количество энергии, используемое электронами в материале для повышения температуры, и определили температуру перехода 8,0 К. Это не только относительно высокое значение для сверхпроводника типа высокоэнтропийного сплава, они подтвердили, что этот материал обладает признаками "объемной" сверхпроводимости.

Самым захватывающим аспектом этого является широкий спектр других переходных металлов и соотношений, которые можно попробовать и настроить для достижения более высоких температур перехода и других желаемых свойств, и все это без изменения основной кристаллической структуры. Команда надеется, что их успех приведет к большему количеству открытий новых сверхпроводников, основанных на высокоэнтропийных сплавах в ближайшем будущем.

<< Назад: Целебные свойства золота 16.01.2021

>> Вперед: Электрический седан Nio ET7 15.01.2021

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 Новый минерал из метеорита 17.07.2011 В метеорите возрастом 4,5 миллиарда лет, найденном в Антарктиде, группа минералогов из США, Японии и Южной Кореи обнаружила ранее неизвестный минерал, представляющий собой сульфид титана. Он отличается необычной кристаллической структурой. Кристаллики нового минерала в сто раз тоньше волоса, длина около 450 нанометров. Новый минерал назвали вессонитом в честь американского исследователя метеоритов Джона Вессона. Всего в мире известно около 4500 минералов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026