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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Утюготерапия 01.03.2001 Совместить две домашние процедуры - глажение белья и лечение ингаляцией - предлагают исследователи американской фирмы "Проктер энд Гэмбл". Современные утюги, как правило, снабжены отпаривателем. Инженеры известной парфюмерной фирмы советуют заливать в бачок утюга не просто воду, а воду с несколькими каплями лекарства. Гладя белье, можно лечиться от простуды ментолом или от головной боли экстрактом трав. А белье заодно приобретает приятный запах. Идея уже запатентована. Интересно, кто теперь запатентует приготовление котлет на пару от утюга в процессе глажения?

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026