Физики подтвердили результаты эксперимента 1969 года
Команда исследователей с участием физиков из НИУ ВШЭ повторила эксперимент 1969 года, связанный с изучением сверхпроводимости и ее свойств. Это первая удачная попытка за 55 лет. Ученые включали сверхпроводимость — специально ухудшали границы между слоями сверхпроводника и ферромагнетиков в системе — и получили лучшие характеристики спиновых клапанов по сравнению с классическим вариантом, где контакты между слоями идеальны. Такой подход может помочь при создании более эффективных устройств для хранения данных и вычислений.
Результаты исследования опубликованы в журнале Beilstein J. Nanotechnology. Когда электрический ток течет по металлическому проводу, он встречает сопротивление. Однако если охладить некоторые материалы до очень низких температур, то сопротивление исчезает, и электричество течет без потерь. Это свойство называют сверхпроводимостью.
Еще с XX века ученые работали над системой, где сверхпроводимость можно будет включать и выключать по желанию. В результате была выбрана структура, в которой сверхпроводящий металл контактирует с двумя ферромагнетиками, влияющими на сверхпроводящие свойства. Один сверхпроводящий слой (S) и два ферромагнитных (F) располагают в порядке F-S-F или F-F-S. Направление магнитов относительно друг друга влияет на общую сверхпроводимость в системе, поэтому если зафиксировать направление одного, а другой вращать, то можно включать и выключать сверхпроводимость. Такое явление называют эффектом сверхпроводящего спинового клапана.
Считается, что когда переход между различными слоями (магнитными и немагнитными) выполнен без барьеров, дефектов и примесей, то удается добиться наибольшего эффекта спинового клапана. Однако в эксперименте 1969 года ученые Дойчер и Минье показали, что система может работать эффективно и при внедрении прослоек из диэлектрика — материала, который не проводит электрический ток, но через который могут проходить электроны. Согласно их данным, в структуре с диэлектрическими прослойками возможно сохранить выраженный эффект спинового клапана. Однако другие научные команды не могли повторить этот результат.
Впервые эксперимент ученых повторила команда из Казанского физико-технического института им. Е.К. Завойского РАН, Института Лейбница по исследованию твердого тела и материалов (Дрезден), Института теоретической физики имени Л. Д. Ландау РАН и НИУ ВШЭ. Они создали слоистую структуру, в которой использовали свинец как сверхпроводник, кобальт как ферромагнетик, а между ними экспериментально внедрили диэлектрические прослойки. Для этого на одном из этапов изготовления структуры дополнительно вводили кислород, чтобы окислить границы. Полученные окислы уже не проводили электрический ток.
Данные показали, что в полученных структурах наблюдается значительный эффект сверхпроводящего спинового клапана. Ученые объясняют результат тем, что оксидные изолирующие прослойки могут играть двойную роль: ослаблять влияние металлического ферромагнитного слоя на слой сверхпроводника и поддерживать некий эффект близости, который позволяет переключаться между нормальным и сверхпроводящим состояниями. Однако остается открытым вопрос, являются ли сами изолирующие прослойки магнитными. Для ответа на него требуются дополнительные исследования.
«С точки зрения наивной логики внедрение элементов, которые не проводят ток, — ухудшение для системы. Однако оказалось, что это не всегда так. Диэлектрические прослойки улучшают систему, а их отсутствие, наоборот, “убивает” сверхпроводимость, — объясняет профессор факультета физики, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории физики конденсированного состояния НИУ ВШЭ Яков Фоминов. — По-видимому, мы имеем дело с условно хрупкой сверхпроводимостью, чувствительной к внешним воздействиям. И когда ферромагнетики в системе хотят полностью подавить сверхпроводимость, введением границ сверхпроводимость удается восстанавливать».
Эффект спинового клапана используется для чтения информации с жестких дисков, в датчиках, измеряющие магнитные поля в компасах и других устройствах. Ученые считают, что продолжение исследования этого подхода поможет улучшить рабочие параметры сверхпроводящих спиновых клапанов. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно