Ученые синтезировали новый высокотемпературный сверхпроводник

МОСКВА, 11 мар — РИА Новости. Российские химики вместе с зарубежными коллегами теоретически и экспериментально доказали существование нового высокотемпературного сверхпроводника – гидрида иттрия (YH₆). Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.

Гидриды иттрия входят в тройку самых высокотемпературных сверхпроводников из ныне известных. На первом месте находится вещество с неизвестным до конца составом из системы S-C-H. У него появляется сверхпроводимость при температуре 288 K. На втором — гидрид лантана LaH₁₀ с температурой сверхпроводимости 259 K, а на третьем — гидриды иттрия YH₆ и YH₉ с максимальными температурами сверхпроводимости 224 K и 243 К, соответственно.

Эти вещества достигают своих максимальных значений температуры сверхпроводимости при очень высоких давлениях: 2,7 миллионов атмосфер для S-C-H и примерно 1,4-1,7 миллионов атмосфер для LaH₁₀ и YH₆. Необходимость таких больших давлений пока делает невозможным производство сверхпроводящего вещества в больших количествах.

Сверхпроводимость гидрида иттрия YH₆ была предсказана китайскими учеными в 2015 году, теперь же международная группа ученых под руководством профессора Сколтеха и НИТУ МИСиС Артема Оганова и доктора Ивана Трояна из Института кристаллографии РАН теоретически и экспериментально исследовала свойства этого соединения.

"До 2015 года рекордом высокотемпературной сверхпроводимости была температура 138 K или 166 K под давлением. Если бы кто-то пять лет назад сказал про комнатную сверхпроводимость, это бы вызвало только усмешку, а сейчас это реальность. Сейчас идет речь о том, чтобы получить комнатную сверхпроводимость при более низких давлениях", — приводятся в пресс-релизе Сколтеха слова Дмитрия Семенока, одного из авторов работы.

Как правило, высокотемпературные сверхпроводники сначала предсказывают теоретически, а потом создают и изучают экспериментально. Так произошло и с гидридом иттрия YH₆.

"Cначала мы широко раскидываем сети и смотрим много разных веществ на компьютере. Это дает возможность развить большую скорость. После грубого скрининга идут более детальные расчеты. За год мы можем просмотреть полсотни-сотню веществ, а эксперимент по каждому из наиболее интересных веществ может длиться год-два", — комментирует Артем Оганов.

Обычно теоретические расчеты позволяют предсказывать критические температуры сверхпроводимости с погрешностью примерно 10-15 процентов, а также критические магнитные поля с сопоставимой точностью. В случае гидрида иттрия YH₆ теория и эксперимент плохо согласуются. Например, экспериментальное критическое магнитное поле оказывается в 2-2,5 раза выше теоретических предсказаний.

C таким ученые сталкиваются впервые и объяснение им еще предстоит найти. Возможно, в этом веществе присутствуют дополнительные физические эффекты, не учтенные прежними теоретическими работами.