Гидриды являются связующим звеном между различными классами сверхпроводящих материалов – исследование

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR) синтезировали супергидрид лантана – новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода. Новый материал обладает сверхпроводимостью при сверхнизкой температуре (ниже минус 168-ми градусов Цельсия) и давлении в 1,2 млн атмосфер. Результаты исследования опубликованы в журнале National Science Review.

Супергидрид лантана (La4H23) относится к полигидридам – новому классу соединений, которые синтезируют при давлении, превышающем атмосферное приблизительно в миллион раз. Особенность La4H23 заключается в том, что, в отличие от обычных металлов, с понижением температуры его электрическое сопротивление не уменьшается, а растет. Это свойство обычно характерно для полупроводников и многих высокотемпературных сверхпроводников.

«Наблюдая за столь необычным поведением нового полигидрида, мы решили исследовать влияние сильных импульсных магнитных полей на это соединение. Исследование образца, полученного нашими коллегами из Цзилиньского университета в камере с алмазными наковальнями, привело нас к ещё одному интересному открытию», – цитирует Сколтех Дмитрия Семенока, сотрудника китайского Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления (HPSTAR).

Оказалось, что в мощных импульсных магнитных полях у синтезированного супергидрида лантана наблюдается значительное отрицательное магнитосопротивление, что указывает на наличие у этого соединения аномальных свойств металла. Как правило, для металлов характерно положительное магнитосопротивление из-за большой длины траекторий движения электронов в магнитном поле, а отрицательное магнитосопротивление встречается очень редко.

«Мы пока ещё далеки от понимания всех процессов, определяющих физические свойства супергидридов. Однако с каждым годом появляются всё новые свидетельства того, что, несмотря на различия в механизмах спаривания электронов, гидриды имеют много общего с высокотемпературными сверхпроводниками, такими как купраты», – приводит Сколтех слова Дмитрия Семенока.

Сочетая в себе свойства обычных и высокотемпературных сверхпроводников, гидриды выступают в качестве связующего звена между различными классами сверхпроводящих материалов. Ученые планируют продолжить изучение различных типов супергидридов в условиях сильного магнитного поля, уделяя особое внимание их нетипичному для металлов поведению.