МОСКВА, 16 декабря. /ТАСС/. Ученые из России выяснили, что интертипная сверхпроводимость, сочетание характеристик сверхпроводников первого и второго типа, возникает в сверхпроводящих материалах и при наличии в них множества дефектов и примесей, которые в прошлом считались препятствием для возникновения этой необычной формы сверхпроводимости. Это открытие ускорит разработку новых сверхпроводников, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.
"Исследование расширяет представления о сверхпроводимости и классической классификации сверхпроводников, существующей уже около 70 лет. Мы показали, что сочетание беспорядка и многозонных эффектов кардинально изменяет свойства сверхпроводников и открывает возможность изучать редкие и экзотические сверхпроводящие состояния", - пояснил научный сотрудник Центра квантовых метаматериалов МИЭМ НИУ ВШЭ (Москва) Павел Марычев, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Ученые по НИУ ВШЭ и МФТИ совершили это открытие при изучении того, как ведут себя электроны внутри так называемых интертипных сверхпроводников, занимающих промежуточное положение между сверхпроводниками первого и второго типа. Их свойства описываются классической теорией сверхпроводимости, разработанной Виталием Гинцбургом и Львом Ландау еще в 1950-х годах. Ключевым элементом этой теории является так называемый параметр Гинцбурга-Ландау, отражающий взаимодействия сверхпроводника с магнитными полями и поведение пар электронов внутри него.
Путь к новым формам сверхпроводников
В соответствии с этой теорией, сверхпроводники первого рода выталкивают магнитные поля и теряют свои свойства при достижении этими полями некоторой критической силы, тогда как сверхпроводники второго рода допускают проникновение в себя магнитных полей, что приводит к образованию упорядоченных решеток из магнитных воронок. Еще в прошлом веке физики узнали, что при определенных значениях параметра Гинцбурга-Ландау этот порядок нарушается, что приводит к формированию внутри сверхпроводников сложно устроенных магнитных "узоров".
Ранее ученые считали, опираясь на результаты эмпирических опытов и расчетов, что подобными "промежуточными" характеристиками обладают лишь те сверхпроводники, в которых содержится лишь небольшое число примесей и дефектов, влияющих на характер движения электронов через эти материалы. Российские исследователи обнаружили, что интертипные сверхпроводники в некоторых случаях могут содержать в себе большое число примесей, если в них присутствуют несколько "сортов" электронов, различающихся по свойствам.
Как выяснили физики, электроны, принадлежащие разным энергетическим зонам, будут по-разному реагировать на примеси: одни будут чувствовать их сильнее, другие слабее. При этом степень взаимодействия с примесями можно контролировать, облучая материал ионами, что позволяет расширить область интертипной сверхпроводимости. Подобные материалы, как предполагают ученые, можно будет использовать для создания новых типов высокочувствительных сенсоров и детекторов, а также разных квантовых устройств.
