Открыто новое семейство сверхпроводников на основе оксидов никеля

Ученые Национальной Ускорительной Лаборатории SLAC и Стэндфордского Университета синтезировали первый материал из группы никелатов, то есть соединений на основе никеля и кислорода, обладающий свойствами сверхпроводника — вещества, у которого электрическое сопротивление в точности равно нулю.

Синтез был произведен с использованием перовскитоподобного (то есть обладающего специфичной атомарной структурой в виде куба, сходной с минералом перовскитом) материала на основе неодима, никеля и кислорода. Далее была добавлена примесь стронция для улучшения электронной проводимости. После этого материал был разделен на небольшие фрагменты и подвергнут обработке специальным химикатом. Таким образом из кристаллической структуры был удален слой атомов кислорода — в результате и был создан новый сверхпроводник.

Эксперименты показали, что этот никелат обладает свойством сверхпроводимости только при очень низких температурах — 9-15 градусов Кельвина. Однако это — лишь начало, и, возможно, вскоре будут созданы высокотемпературные сверхпроводники схожей природы.

Никелаты имеют много сходств с купратами, то есть соединениями на основе меди и кислорода. Открытие сверхпроводимости купратов в 1986 году подняло надежду на то, что, возможно, однажды будет возможен синтез материалов, обладающих этим свойством при температурах, близких к комнатной. Подобные сверхпроводники могут совершить переворот в таких отраслях как передача энергии, электроника, а также во многих других. Эти сходства позволяли предположить возможность синтеза сверхпроводников на основе похожих соединений никеля.

В тоже время, новый материал обладает и фундаментальными отличиями от сверхпроводников на основе меди. В частности, магнитные свойства материала отличаются от всех сверхпроводящих купратов. Это может быть важным шагом на пути к пониманию принципов высокотемпературной сверхпроводимости — несмотря на три десятилетия исследований в этой области, четкая теоретическая модель все еще не создана.