Наука 2017-05-25T15:08:40+03:00
Українські Новини
Физики нашли новый сверхпроводящий материал

Физики нашли новый сверхпроводящий материал

Японцы надеются найти еще несколько суперпроводников по новой методике.
Японцы надеются найти еще несколько суперпроводников по новой методике.

Ученым удалось перевести уже известный материал KTaO3 в сверхпроводящее состояние.

Японские физики нашли способ перевести уже известный материал KTaO3 в сверхпроводящее состояние.

Обычно задачу превращения полупроводников и диэлектриков в металлы или сверхпроводники решают химическим легированием — заменой атомов одного из элементов исходного соединения другими атомами с целью увеличения концентрации свободных носителей заряда n. Химические методы далеко не всегда позволяют достичь нужной n.

Иногда в экспериментах применяют электростатическое легирование, которое также дает возможность повысить концентрацию носителей. Например, в 2008 году объединенная группа ученых из Швейцарии, Франции и Германии показала, что сверхпроводимость границы раздела двух диэлектриков (LaAlO3/SrTiO3) в структуре обычного полевого транзистора легко "контролируется" с помощью электрического поля. Ограничение на n здесь задается напряженностью поля (~106 В/см), при которой происходит пробой диэлектрика.

Более высокие значения напряженности достижимы в схеме, которую называют транзистором с двойным электрическим слоем (electric double-layer transistror, EDLT). Это устройство во многом напоминает полевой транзистор, но роль затворного диэлектрика в нем отводится жидкому электролиту. Когда в жидкость помещают подготовленный образец, ионы из электролита скапливаются у поверхности полупроводникового канала и образуют двойной электрический слой, который действует подобно конденсатору на границе раздела твердой и жидкой фаз. В такой конфигурации физики, выполнявшие опыты с диэлектриком SrTiO3, сумели увеличить концентрацию носителей до ~1014 см–2 и зарегистрировали сверхпроводящее состояние SrTiO3 при Т = 0,4 К.

KTaO3 очень похож на SrTiO3: материалы имеют структуру перовскита и аналогичные зонные структуры. При температуре в ~10 К в схеме обычного полевого транзистора KTaO3 можно перевести в металлическое состояние, но сделать его сверхпроводником еще никому не удавалось, хотя температуру пробовали опускать даже до 10 мК.

Изготовленные учеными с использованием монокристаллов KTaO3 образцы EDLT в нормальных условиях демонстрировали отличные транзисторные характеристики, а концентрация носителей, достигнутая при охлаждении, примерно на порядок превышала величину, которой ограничены возможности химического легирования. Когда температура опустилась до 70 мК, ученые отметили уменьшение слоевого сопротивления, и через некоторое время, при 35 мК, оно стало нулевым. Как и любой другой сверхпроводник, KTaO3 выходил из состояния с отсутствующим сопротивлением, если экспериментаторы прикладывали магнитное поле (в нашем случае его напряженность должна была превышать 5 Э).

Вероятно, с применением такой экспериментальной методики будет открыто еще несколько сверхпроводящих материалов.

Отметим, что сейчас для Японии важно обеспечить себя безопасной электроэнергией. Поэтому на всех новых зданиях в стране будут установлены солнечные батареи. Япония рассчитывает до 2030 года получать 10% электроэнергии от солнечного света.

Больше новостей о: Япония Электричество Физика
По теме
Архив
Новости
Сыроид госпитализирована из-за последствий голодовки 11:22
Петр Порошенко. Фото: president.gov.ua
Киевский облсовет поддержал обращение о законодательном закреплении процедуры импичмента Порошенко 20:08
23.06.17 11:00 Пресс-конференция Светланы Крюковой и адвокатов Игоря Гужвы о давлении власти на издание "Страна.uа" 00:30
Полиция взяла штурмом редакцию "Страна.uа". Идет обыск 21:48
За жестокое обращение с животными Рада ввела до 8 лет тюрьмы 18:55
Гужву задержали. Фото: facebook.com/LlutsenkoYuri
Генпрокуратура заявила о задержании главреда "Страна.uа" Гужвы 23:13
Левочкин предлагает сократить депутатов и избирать губернаторов 14:26
Скандальный мост в Днипре. Заму Филатова указали, что сроки капремонта Центрального моста снова сорваны 11:00
Глава представительства УПЦ при международных европейских организациях принял участие в совещании ОБСЕ в Вене 17:42
НСЖУ требует разъяснить действия полиции в редакции "Страна.ua" 09:28
больше новостей

ok