Сотрудники химического и физического факультетов МГУ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН провели изучение интерметаллического соединения галлия и молибдена, которое обладает необычными сверхпроводящими свойствами. Ученым удалось доказать, что в этом веществе разделены поверхностная и объемная сверхпроводимость.
Ученые уделяют большое внимание изучению сверхпроводников по причине их способности передавать электричество без потерь – такой параметр сверхпроводника, как сверхпроводящая щель, связан с особенностями сверхпроводящего состояния.
В течение нескольких лет между учеными шли споры о том, может ли интерметаллическое соединение галлия и молибдена, Mo8Ga41, быть двухщелевым сверхпроводником. Данные были противоречивыми, а из-за очень сильного электрон-фононного взаимодействия этот сверхпроводник не попадает в рамки теории БКШ, поэтому описать его параметры и понять поведение трудно.
По словам руководителя исследования, заведующего кафедрой неорганической химии химического факультета МГУ, члена-корреспондент РАН Андрея Шевелькова, о двухщелевых сверхпроводниках известно очень мало – существует всего три доказанных и десяток предполагаемых. Поэтому специалисты пока не знают, какими свойствами они обладают и как влияет наличие двух щелей на другие параметры материала. Соответственно, тема требует тщательно изучения.
«В нашей работе удалось показать, что это очень специфический однощелевой сверхпроводник. В нем сочетаются разные физические свойства: объемная и поверхностная сверхпроводимость. Поэтому при физических измерениях кажется, что в этом сверхпроводнике две щели. На самом деле одна относится к объему вещества, а другая – к его поверхности», – подчеркнул Шевельков.
Для выяснения этого вопроса были задействованы четыре основных метода исследования, в числе которых очень точный рентгенодифракционный анализ с использованием синхротронного излучения, с помощью которого можно оценить качество линий и понять их особенности. Также использовались измерения магнитных, сверхпроводящих свойств и данные двух типов спектроскопии: ядерного магнитного резонанса и ядерного квадрупольного резонанса. Совокупность этих методов и анализ полученных данных позволили дать окончательный ответ на поставленный вопрос.
Так, по словам ученых, при сочетании сверхпроводимости на поверхности и в объеме могут возникнуть интересные свойства. Например, теоретически возможно создать сверхпроводник, который будет частично выталкиваться магнитным полем, то есть объединить в одном веществе магнетизм со сверхпроводимостью.
Работа выполнена в рамках национального проекта «Наука и университеты» и профинансирована Министерством науки и высшего образования Российской Федерации. Результат опубликован в журнале Intermetallics.
Источник: пресс-служба МГУ им. М.В. Ломоносова
распечатать статью
