Фізики створили нову структуру на основі нікелю з високотемпературною надпровідністю.

Вчені давно шукають надпровідник, що працює при кімнатній температурі та атмосферному тиску — речовину, здатну проводити електрику без опору в цих умовах. Це могло б революціонізувати енергоспоживання людства.

Надпровідність без необхідності сильно охолоджувати матеріал за допомогою азоту, гелію, дорогих та складних систем охолодження значно скоротить втрати енергії на нагрів під час передачі електрики, що призведе до суттєвого підвищення ефективності та зниження витрат.

Високотемпературними вважаються надпровідники, які втрачають опір при температурі нижче 77 кельвін, нижче точки кипіння азоту. До сьогодні їх в основному створювали на основі сполук міді та заліза. За умови високого тиску середовища, надпровідники на основі нікелю також працювали належним чином.

Вчені синтезували тонкі плівки біслойного ніколату (La₂.₈₅Pr₀.₁₅Ni₂O₇) і виявили, що один з зразків поводиться як високотемпературний надпровідник при нормальному атмосферному тиску. Робота опублікована в журналі Nature.

Ця робота є частиною довгострокового проекту, спрямованого на пошук високотемпературних надпровідників на основі нікелю. Вона тривала три роки і включала вирощування ніколатів з контрольованою заміною рідкоземельних металів та точним регулюванням вмісту кисню в плівках.

Для високотемпературних надпровідників існує ще один важливий поріг температури — 40 кельвінів, -233 градуси Цельсія. За цією межею традиційні теорії надпровідності прогнозують властивості надпровідника гіршими, ніж при нижчих температурах.

Новий високотемпературний ніколатовий надпровідник дослідники виявили під час експериментів з епітаксіально вирощеними тонкими плівками біслойного ніколату. У останньому успішному експерименті вчені замінили частину лантану на празеодим у структурі ніколату. Тести показали, що матеріал переходить у надпровідний стан при температурі близько -228 градусів Цельсія.

Вчені вважають, що їхня розробка високотемпературного ніколатового надпровідника відкриє двері для інших досліджень та структур — як на основі нікелю, так і на основі інших металів. Це також може допомогти вченим зрозуміти, чому деякі матеріали можуть переходити в надпровідний стан.