Изменение длины связей оказалось ключом к сверхпроводимости никелатов
Физики продолжают искать способы сделать сверхпроводимость стабильной при высоких температурах. Чтобы этого достичь, важно понимать, как и почему материал может утратить сверхпроводимость.
Физики стремятся создать высокотемпературный сверхпроводник, чтобы качественно изменить то, как человечество пользуется электричеством. Один из типов исследуемых соединений — никелаты, вещества, включающие в свою структуру оксид никеля. Никелат лантана (La3Ni2O7) становится сверхпроводящим при высоком давлении в объемной кристаллической форме и при механическом напряжении в форме тонкой пленки.
Международная группа физиков тщательно изучила, что происходит с атомной структурой соединения никеля, и показала, что небольшие изменения атомной структуры тесно связаны с проявлением сверхпроводящих свойств. Статья об этом опубликована в журнале Nature.
Для исследования тонкие пленки сформировали на разных подложках, чтобы проверить разные параметры механического напряжения. Команда выявила искажения атомной структуры веществ, используя комбинацию методов электронной микроскопии, включая электронную птихографию, разработанную Дэвидом Мюллером (David Muller). Именно эта техника позволила исследователям с высокой точностью рассмотреть положение атомов и изменение этих положений. Она основана на постобработке данных о дифракции излучения на объекте, данные о дифракции снимаются с разных точек так, чтобы результаты немного перекрывали друг друга.
Ученые узнали, что под действием сжимающего напряжения атомы кислорода перестраивались в конфигурацию с более высокой симметрией, чем в пленках, испытывающих растягивающее напряжение. Так связи в пленках принимают ту же конфигурацию, что и в сверхпроводящих объемных кристаллах под очень высоким давлением. Это говорит о том, что повышение симметрии в структуре никель — кислород может быть необходимым условием для стабилизации высокотемпературной сверхпроводимости в этих никелатах.
Исследователи также обнаружили увеличение длины вертикальной связи в сверхпроводящих тонких пленках, тогда как та же длина связи уменьшается в объемных сверхпроводящих кристаллах.
Чтобы понять, почему эти структурные изменения важны для электронных свойств материала, исследователи построили модель. Они обнаружили, что изменения длин связей вызывают изменения энергетических уровней системы, в то время как изменения симметрии значительно уменьшают смешивание между некоторыми электронными орбиталями. Это формирует более чистую электронную структуру, которая может помогать электронам объединяться в пары и течь без сопротивления.
Данные об атомных конфигурациях, связанных с появлением сверхпроводимости, помогут ученым точно настраивать материал и помогать ему проявлять сверхпроводящие свойства.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
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.
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.
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
Последние комментарии