Если удастся создать материал, обладающий сверхпроводимостью без необходимости сложных систем охлаждения, таких как азотные или гелиевые, это позволит значительно сократить потери энергии из-за нагрева в процессе передачи электричества, повысив общую эффективность и уменьшив издержки.
Сверхпроводники с высоким порогом температур теряют сопротивление, когда температура падает ниже 77 кельвинов — это аналогично температуре кипения азота. Раньше основное внимание было сосредоточено на медных и железных соединениях, но при высоком давлении никелевые соединения также демонстрировали необходимые свойства.
В ходе недавнего исследования ученым удалось синтезировать и изучить тонкие пленки никелата (La2.85Pr0.15Ni2O7) и открыть, что один из образцов обладает свойствами сверхпроводника при нормальных условиях давления. Их открытия были опубликованы в научном издании Nature.
Эта работа является важным этапом в многолетнем проекте, направленном на исследование высокотемпературных сверхпроводников, в частности основанных на никеле. В течение трех лет ученые занимались выращиванием никелатов с точной заменой редкоземельных элементов и контролем содержания кислорода в их пленках.
Одним из ключевых аспектов для высокотемпературных сверхпроводников является критическая температура около 40 кельвинов, или -233 градуса Цельсия. За этой границей прогнозируется ухудшение характеристик сверхпроводника, согласно классическим теориям.
При экспериментах с тонкими никелатовыми пленками ученые открыли новый высокотемпературный сверхпроводник. Они заменили часть лантана на празеодим, что позволило материалу при приближении к -228 градусам Цельсия становиться сверхпроводящим.
Исследователи считают, что открытие никелатового сверхпроводника с высокими температурами станет стимулом для дальнейших исследований и разработок не только на основе никеля, но и других металлов, углубляя понимание механизмов перехода в сверхпроводящее состояние.